EUROPA
PRESS
19 octubre
2020
Descubren
un mecanismo que protege a las células del envejecimiento prematuro
Un nuevo estudio realizado por
investigadores de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL), en Suiza,
ha comprobado cómo especies de ARN llamadas TERRA se sitúan en la punta de los
cromosomas, donde ayudan a prevenir el acortamiento de los telómeros
y el envejecimiento celular prematuro, según publican sus autores en la revista
'Nature'.
Se sabe que las moléculas que se acumulan en la punta de los
cromosomas juegan un papel clave en la prevención de daños en el AND. Ahora,
los investigadores de la EPFL han descubierto cómo estas moléculas se ubican en
secciones específicas de los cromosomas, un hallazgo que podría ayudar a
comprender mejor los procesos que regulan la supervivencia celular en el
envejecimiento y el cáncer.
Al igual que un herrete de un cordón de zapato evita que el
extremo del cordón se deshilache, los tramos de AND llamados telómeros forman tapas protectoras en los extremos de los
cromosomas. Pero a medida que las células se dividen, los telómeros
se acortan, lo que hace que la capa protectora sea menos eficaz. Una vez que
los telómeros se acortan demasiado, la célula deja de
dividirse. El acortamiento y el mal funcionamiento de los telómeros
se han relacionado con el envejecimiento celular y las enfermedades
relacionadas con la edad, incluido el cáncer.
Los científicos han comprobado que las especies de ARN
llamadas TERRA ayudan a regular la longitud y función de los telómeros. Descubierto en 2007 por el postdoctorado Claus Azzalin, del equipo del profesor de EPFL Joachim Lingner, TERRA pertenece a una clase de moléculas llamadas
ARN no codificantes, que no se traducen en proteínas sino que funcionan como
componentes estructurales de los cromosomas. TERRA se acumula en los extremos
de los cromosomas, lo que indica que los telómeros
deben alargarse o repararse.
Sin embargo, no estaba claro cómo TERRA llega a la punta de
los cromosomas y permanece allí. "El telómero
constituye sólo una pequeña parte del AND cromosómico total, por lo que la
pregunta es ¿cómo encuentra este ARN su hogar?", señala Lingner. Para abordar esta cuestión, la postdoctoral Marianna Feretzaki y otros
investigadores de los equipos de Joachim Lingner, en
la EPFL, y Lumir Krejci, en
la Universidad de Masaryk, en la República Checa, se propusieron analizar el
mecanismo a través del cual TERRA se acumula en los telómeros,
así como las proteínas involucradas en este proceso.
Al visualizar las moléculas de TERRA bajo un microscopio,
los investigadores encontraron que un tramo corto del ARN es crucial para
llevarlo a los telómeros. Otros experimentos
demostraron que una vez que TERRA llega a la punta de los cromosomas, varias
proteínas regulan su asociación con los telómeros.
Entre estas proteínas, una llamada RAD51 juega un papel particularmente
importante, explica Lingner.
RAD51 es una enzima conocida que participa en la reparación
de moléculas de AND rotas. La proteína también parece ayudar a que TERRA se
adhiera al AND telomérico para formar la denominada
"molécula híbrida ARN-ADN". Los científicos pensaron que este tipo de
reacción, que conduce a la formación de una estructura de ácido nucleico de
tres cadenas, ocurre principalmente durante la reparación del AND. El estudio
muestra que también puede ocurrir en los extremos de los cromosomas cuando
TERRA se une a los telómeros. "Esto es un cambio
de paradigma", asegura Lingner.
Los investigadores también encontraron que los telómeros cortos reclutan TERRA de manera mucho más
eficiente que los telómeros largos. Aunque el
mecanismo detrás de este fenómeno no está claro, los investigadores plantean la
hipótesis de que cuando los telómeros se acortan
demasiado, ya sea debido al daño del AND o porque la célula se ha dividido
demasiadas veces, reclutan moléculas TERRA.
Este reclutamiento está mediado por RAD51, que también
promueve el alargamiento y reparación de los telómeros.
"TERRA y RAD51 ayudan a prevenir la pérdida accidental o el acortamiento
de los telómeros, explica Lingner.
Esa es una función importante".
Dado el papel de los telómeros en
la salud y la enfermedad, será importante ver cómo el mecanismo recién
descubierto, que se dedujo de las observaciones en células vivas y se reprodujo
en tubos de ensayo, se regula en un entorno celular muy complejo, dice Lingner. "Presentamos un modelo, que está respaldado
por los datos que tenemos, pero a menudo en la ciencia resulta que el modelo
debe modificarse, explica. Ciertamente puede haber sorpresas adicionales".
A continuación, su equipo planea abordar otras
preguntas clave, incluido si RAD51 media en la asociación de otros ARN
no codificantes con cromosomas. Los investigadores también pretenden
caracterizar mejor la maquinaria que media la asociación de TERRA con los
cromosomas y determinar las funciones que esta asociación permite. "Hay
muchas preguntas que permanecen abiertas", reconoce Lingner.