Las células utilizan moléculas conocidas como microARNs para regular la actividad de los genes. Es fundamental controlar la duración de estos microARNs para evitar alteraciones en la regulación genética.
Un estudio reciente, liderado por investigadores del Instituto Whitehead de MIT y el Max Planck Institute de Biochemie en Alemania, ha revelado un sistema de reconocimiento molecular complejo que permite a las células eliminar selectivamente ciertos microARNs. Este trabajo, accesible al público, fue publicado el 18 de marzo en Nature, y muestra que el proceso requiere dos señales de ARN, similar a los sistemas de verificación de identidad digital.
Funcionamiento del sistema de autenticación
Los hallazgos explican cómo las células utilizan este sistema de “autenticación de dos factores” para asegurar que solo se destruyan los microARNs deseados, manteniendo el resto de la maquinaria de regulación genética activa.
Los microARNs son cadenas cortas de ARN que ayudan a controlar la expresión génica. Junto con una proteína llamada Argonaute, se unen a los ARN mensajeros, las moléculas que transportan instrucciones genéticas desde el ADN a la maquinaria de producción de proteínas de la célula, y desencadenan su destrucción.
Aunque se conocía que los microARNs podían ser destruidos a través de una vía llamada degradación dirigida por el objetivo (TDMD), los detalles sobre cómo las células reconocían qué microARNs eliminar seguían siendo poco claros.
Detalles del mecanismo de degradación
El profesor David Bartel, miembro del Instituto Whitehead y coautor del estudio, indica que se conocía la existencia de una vía que podía dirigir microARNs a la degradación, pero el mecanismo bioquímico detrás de ello no estaba comprendido.
Investigaciones previas habían identificado un componente clave en esta vía: la ligasa E3 ZSWIM8, que participa en el sistema de reciclaje celular y marca proteínas para su destrucción al añadirles una pequeña etiqueta molecular llamada ubiquitina.
Los investigadores demostraron que la ligasa ZSWIM8 se une específicamente a Argonaute y etiquetaba esta proteína, que sostiene microARNs y ayuda en la regulación genética.
Especificidad en el reconocimiento
El siguiente desafío consistió en entender cómo este mecanismo reconocía solo los complejos de Argonaute que contenían microARNs específicos que debían ser degradados.
La respuesta resultó ser sorprendentemente sofisticada. Utilizando bioquímica y microscopía crioelectrónica, los investigadores descubrieron que el sistema de degradación depende de un proceso de reconocimiento de doble ARN. Primero, Argonaute debe llevar un microARN específico. Segundo, otra molécula de ARN, llamada ARN activador, debe unirse al microARN de una manera particular.
