MADRID, 27 Oct. (EUROPA PRESS) – Un equipo internacional de investigación, dirigido por el Centro RIKEN para la Investigación de la Dinámica de Biosistemas (BDR) en Japón, ha resuelto un misterio genético y revelado una forma previamente desconocida en la que el ADN puede controlar la actividad celular.
Publicado en la revista Science, el estudio revela que en el nematodo C. elegans, el ARN vital necesario para mantener intactos los extremos de los cromosomas no posee un gen propio. En cambio, se inserta en otro. Este intercambio de ADN podría ser una estrategia común en el reino animal y tiene implicaciones para las terapias antienvejecimiento y la medicina regenerativa en humanos.
Importancia de los telómeros
Los telómeros son tapas de ADN que protegen los extremos de los cromosomas, de forma similar a las puntas de plástico de los cordones de los zapatos. A medida que envejecemos, las células de nuestro cuerpo, llamadas células somáticas, se dividen cuando necesitamos tejido nuevo, y cada vez que esto ocurre, los telómeros pierden parte de su ADN. Algunos signos del envejecimiento están relacionados con este proceso: por ejemplo, las células de la piel con telómeros más cortos producen menos colágeno y la piel se arruga. Cuando los telómeros son demasiado cortos, las células se autodestruyen.
Las células precursoras del esperma y el óvulo, llamadas colectivamente células germinales, son una excepción a esta regla. Cuando se dividen, una enzima llamada telomerasa añade ADN de reemplazo a los extremos de los telómeros acortados. Gracias a esto, la longitud del telómero no se acorta con cada generación y las especies no se extinguen. La telomerasa contiene una plantilla de ARN que se utiliza para producir el ADN de reemplazo. En los humanos y otros mamíferos, este ARN proviene del gen TERC. Sin embargo, se ha descubierto que C. elegans tiene telomerasa funcional, pero no parece tener un gen TERC, lo que ha desconcertado a los científicos durante más de 20 años.
Descubrimientos recientes
Para investigar esta peculiaridad, los investigadores modificaron genéticamente a C. elegans para sobreproducir la proteína telomerasa, lo que les permitió recolectar grandes cantidades de todo el complejo de telomerasa, incluyendo el ARN molde. Posteriormente, utilizaron este ARN molde para buscar ADN compatible en el genoma. A diferencia de los mamíferos, los científicos encontraron que el ARN no se localizaba en su propio gen, sino dentro del intrón de otro gen. Normalmente, las instrucciones del ADN dentro de los genes se utilizan para construir proteínas, mientras que algunas partes, llamadas intrones, no se utilizan y suelen eliminarse una vez formada la proteína.
«Fue sorprendente descubrir que el ARN clave, al que llamamos terc-, estaba oculto dentro de un intrón del gen nmy-2, que se expresa únicamente en células germinales», detalla Hiroki Shibuya del Centro RIKEN. «El descubrimiento de que el ARN esencial de la telomerasa estuviera oculto dentro de un intrón fue completamente inesperado».
Los experimentos mostraron que en C. elegans carentes de terc-1, los telómeros se acortaban en cada generación y, en 15 generaciones, los animales se extinguieron. Sin embargo, al insertar terc-1 en intrones de otros genes que se expresan en células germinales, los investigadores crearon nematodos que tenían telómeros normales y no se extinguieron. En contraste, cuando se insertó terc-1 en intrones de genes que solo se activan en células somáticas, los animales sí se extinguieron.
Esto sugiere que, al introducirse en genes activados en células germinales, terc-1 se produce donde más se necesita: en las células germinales, asegurando que las futuras generaciones no hereden telómeros acortados, lo que sostiene la supervivencia de la especie.
«Aunque descubrimos esta estrategia de autostop intrónico en C. elegans, es probable que otros ARN no codificantes utilicen mecanismos similares o que existan en diferentes especies», destaca Shibuya. Este método de incrustar ARN, controlado automáticamente por el gen huésped, sugiere un principio biológico más amplio.
Más allá de su importancia evolutiva, este descubrimiento ayudará a mejorar la comprensión sobre cómo se regula la telomerasa en células sanas y podría transformar los enfoques sobre el envejecimiento, la fertilidad y la medicina regenerativa.
