Un reciente estudio revela cómo las células pueden activar un sistema de compensación que mitiga los efectos de mutaciones genéticas perjudiciales. Esta investigación podría tener implicaciones importantes en el desarrollo de terapias génicas.
Descubriendo el mecanismo de compensación celular
Las mutaciones genéticas que se pensaban capaces de detener completamente la función de un gen, a menudo, causan síntomas leves o incluso ninguno. Investigaciones anteriores han indicado que las células pueden aumentar la actividad de otros genes con funciones similares para compensar la pérdida de función de un gen importante.
Un nuevo estudio, publicado el 12 de febrero en la revista Science por investigadores del laboratorio de Jonathan Weissman, profesor de biología en el MIT, proporciona nuevos conocimientos sobre cómo las células coordinan esta respuesta de compensación.
Las células están constantemente leyendo las instrucciones almacenadas en el ADN. Estas instrucciones, denominadas genes, les indican cómo producir las diversas proteínas necesarias para mantener la vida. Para ello, las células crean una copia temporal de estas instrucciones genéticas llamada ARN mensajero (mRNA).
Descomposición del mRNA y su impacto en la compensación
Como parte del mantenimiento normal, las células rutinariamente descomponen estos mensajes temporales. Este proceso no solo ayuda a controlar la actividad génica, sino que también asegura que los mensajes antiguos o innecesarios no se acumulen. Además, las células destruyen los mRNAs defectuosos que podrían generar proteínas dañinas.
Investigaciones previas sugirieron que esta limpieza de mRNA podría servir para activar la respuesta de compensación. Se demostró que la descomposición de mRNAs defectuosos puede señalar a las células para que activen genes de respaldo según la semejanza con el mRNA en degradación.
Sin embargo, la descomposición del mRNA ocurre en el citoplasma, fuera del núcleo donde se almacena el ADN. Esto llevó a Mohamed El-Brolosy, postdoctorado en el laboratorio de Weissman y autor principal del estudio, a investigar cómo estos procesos, que ocurren en compartimentos diferentes de la célula, están conectados.
Identificación de ILF3 y su papel en la respuesta
Los investigadores se enfocaron en un gen que se sabe activa la respuesta de compensación tras la destrucción de su mRNA. Al investigar qué moléculas facilitan este proceso, los investigadores apagaron otros genes de manera sistemática.
Durante este proceso, encontraron una proteína llamada ILF3. Al desactivar el gen que codifica esta proteína, las células no podían aumentar la actividad del gen de respaldo tras la degradación del mRNA.
La investigación también identificó fragmentos de ARN pequeños, que quedan tras la destrucción de mRNAs defectuosos, como responsables de esta respuesta. Estos fragmentos contienen una secuencia especial que actúa como una “dirección”, guiando a ILF3 hacia genes de respaldo relacionados.
Implicaciones terapéuticas del descubrimiento
Al introducir mutaciones en esta secuencia, se observó que la respuesta de compensación de las células disminuyó, lo que sugiere que el sistema depende de un emparejamiento de secuencia preciso para seleccionar los genes de respaldo correctos. Jonathan Weissman expresó su entusiasmo, indicando que esto no es una respuesta al estrés genérica, sino un sistema regulado.
Los hallazgos de los investigadores apuntan a nuevas posibilidades terapéuticas, donde aumentar la actividad de un gen relacionado podría mitigar síntomas de ciertas enfermedades genéticas. En general, su trabajo caracteriza una capa misteriosa de regulación genética.
