ARN: desde Messenger para preservar la integridad del genoma

Mayo 11, 2016 Admin Salud 0 9
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El descubrimiento se describe en las páginas de la Naturaleza se desprende de un estudio realizado por Fabrizio d'Adda di Fagagna en IFOM de Milán, en colaboración con CNR de Pavía, el IIT en IFOM-IEO y el Centro de Ciencias de Riken ómicas en Yokohama, Japón.

Dada la importancia de la respuesta al daño en el ADN celular del envejecimiento, en la supresión y el control del crecimiento del tumor, y en los tratamientos terapéuticos para el cáncer, el descubrimiento podría abrir perspectivas interpretativas y potencialmente prometedor terapéutico.




Durante décadas, la comunidad científica ha dado un papel de ARN que está subordinada a la del ADN: los procesos funcionales de la expresión de la información genética en proteínas. Con algunas excepciones conocidas como clases de tRNA y rRNA involucrados en la síntesis de proteínas, moléculas de ARN mensajeros se consideraron "fugaz" necesaria para llevar a instrucciones genéticas del núcleo, el sitio del genoma, al citoplasma donde las proteínas, el andamiaje de organismos vivir, son fabricados.

En los últimos años, este punto de vista simplista ha dado paso a un escenario cada vez más complejo, con la identificación de nuevas clases de ARN implicada en numerosos eventos celulares.

Uno en particular, sin embargo, nunca se había identificado o descrito hasta ahora: es DDRNA, una clase de proteínas no codificantes ARN que se generan cada vez que el genoma está dañado. Vienen de la misma secuencia de daños en el ADN y tienen la tarea esencial de lanzar alarmas moleculares a través del cual la célula detecta el problema y solucionarlo a reparar el daño.

Por lo tanto, la integridad del genoma depende DDRNA.

El hallazgo surgió de un estudio publicado en línea el 23 de mayo en la revista Nature y coordinado por Fabricio d'Adda di Fagagna, jefe del programa de investigación "Los telómeros y envejecimiento" en IFOM (FIRC Instituto de Oncología Molecular) en Milán y un investigador del Consejo Superior de Investigaciones Científicas en Pavía.

DDRNA (Daño de ADN ARN de respuesta), fueron nombrados por su capacidad para activar la respuesta celular al daño del ADN y no son simplemente una nueva clase de ARN que se añade a otra encontrado previamente.

"Todo ARN descrito hasta el momento - dice d'Adda di Fagagna - aunque muy diferentes en estructura, secuencia y mecanismo de acción, tiene esencialmente una cosa en común: todos ellos contribuyen, en múltiples niveles, para regular la organización y expresión funcional genoma. La DDRNA son únicos debido a que mantienen la integridad del genoma. Para ARN, es una novela tarea que amplía el espectro de la versatilidad funcional hasta ahora se muestra para este tipo de moléculas. "

Por lo tanto, este descubrimiento es un hito en el proceso que conduce a un cambio significativo en la perspectiva para este campo de la biología molecular.

Ciertamente nuevas tecnologías de secuenciación ayudan a revolucionar el campo desentrañar primera genomas de muchas especies de animales y plantas, y luego la llamada transcriptoma - todo el programa y ARN específico expresado por una célula. El DDRNA describe en Nature fue identificado a través del uso de las tecnologías de genómica avanzada, capaz de detectar pequeñas cantidades de ARN, desde científicos hasta IFOM, en estrecha colaboración con el equipo de Piero Carninci el RIKEN ómicas Centro de Ciencias Instituto RIKEN Yokohama en Japón.

Los experimentos se llevaron a cabo en los laboratorios de Milán y Yokohama que recrean las condiciones de estrés que pueden generar daños en el ADN en células cultivadas y luego el conjunto completo de ARN expresados ​​por las células dañadas se secuenció.

"Los resultados de estos análisis han demostrado claramente - comentarios Carninci -. Que, en tales circunstancias, las moléculas cortas de ARN se transcriben desde la secuencia de ADN dañado Este estudio tiene implicaciones muy importantes en cuanto a la función de los ARN no codificantes Estos ARN. a menudo se consideran "genómica basura", porque en muchos casos su función aún no está claro. Este estudio demuestra inequívocamente que los transcritos de ARN incluso cortos pueden desempeñar un papel en el mantenimiento de la integridad del genoma ". Otras investigaciones realizadas en la IFOM revelaron que las células dependen de ellos para activar las alarmas necesarias para reparar sus genomas dañadas.

DDRNA: una barrera contra el desarrollo de tumores

La respuesta al daño del ADN o DDR es la reacción que desencadena una célula para mantener sus genómica de integridad: cuando hay una ruptura en el ADN, el crecimiento y la proliferación de las células dañadas se detienen temporalmente, evitando las condiciones que causan reordenamientos del genoma y mutaciones que podría predisponer al cáncer o la acumulación de daño del ADN y causar el envejecimiento celular irreparable.

Por lo tanto, este sistema constituye una barrera muy eficaz para el crecimiento celular incontrolado que es típico de los tumores.

El viaje experimental que dirigió el equipo de d'Adda di Fagagna en IFOM, integrado por Sofía Francia y Flavia Michelini, descubriendo DDRNA se inspiró en el estudio de las células de cáncer: "El análisis de estas células - explica Sofía Francia, primer autor del este estudio también apoyada por el Instituto Italiano de Tecnología de la IFOM-IEO - nos dimos cuenta de que cuando bloqueamos la producción de una clase específica de ARN no codificante, dentro de las alarmas moleculares núcleo celular que indican la presencia de daño en el ADN se extingue y el mecanismo de DDR no ha sido activada, en consecuencia, las células tumorales comenzaron a proliferar de nuevo ".

Además de continuar la investigación sobre este fenómeno nunca visto antes, los científicos IFOM han identificado un nuevo papel para el ARN como un mediador de la respuesta celular al daño del ADN y, como tal, como un supresor del crecimiento tumoral. Y no sólo la acumulación de daño en el ADN y la activación persistente de la RDA también están asociados con la senescencia y organismo celular procesos en los que esta nueva clase de ARN puede tener un papel clave de envejecimiento.

La senescencia y la transformación maligna son en muchos aspectos los lados opuestos de la misma moneda. Durante años, d'Adda di Fagagna y su equipo se han dedicado al estudio de estos dos procesos celulares estrechamente relacionados y su asociación con la integridad del genoma comprometida. El descubrimiento revela hoy una pieza más del rompecabezas que se desprende de una investigación realizada por científicos de la IFOM: "Esta nueva clase de ARN se abre una nueva perspectiva para interpretar los procesos de envejecimiento y mecanismos de transformación y progresión tumoral asociados a la generación de daños en el ADN ", dice d'Adda di Fagagna. "En particular, ahora vamos a investigar si los mecanismos de síntesis de estos DDRNAs están alterados en el cáncer y el impacto que estos cambios pueden tener en la aparición y desarrollo del cáncer es en esta dirección -. Continúa el científico - que seguirá nuestra investigación en estrecha cooperación entre IFOM y CNR de Pavía, donde hemos establecido recientemente un laboratorio dedicado al estudio del mantenimiento de la estabilidad genómica ".

Este trabajo se realizó con el apoyo de, entre otros, la FIRC (Fundación Italiana para la Investigación del Cáncer), AIRC (Asociación Italiana para la Investigación del Cáncer), el Programa de Ciencia y Teletón Human Frontier.

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