La transición de un óvulo a un embrión en desarrollo es una de las transformaciones más notables de la vida. Sin embargo, se sabe poco al respecto. Ahora los investigadores del Instituto Whitehead han descifrado cómo un aspecto: el control de la traducción tan importante de los ARN mensajeros ARNmen proteínas: cambia a medida que el óvulo se convierte en un embrión. Ese cambio está controlado por un hermoso mecanismo, que se activa en un momento preciso del desarrollo y se apaga automáticamente después de una ventana estrecha de 20 a 90 minutos.
A medida que se desarrolla un óvulo, almacena ARNm de la madre porque no tendrá tiempo para crear nuevos ARNm durante el rápido desarrollo de un embrión muy temprano. Cuando se fertiliza el óvulo se convierte en un embrión, los ARNm maternos almacenados se ponen en servicio parauna breve ventana antes de que el embrión comience a transcribir sus propios ARNm. Este cambio ocurre muy temprano; en humanos, solo ocurren de dos a cuatro divisiones celulares antes de que se ejecute esta transición. El miembro de Whitehead, Terry Orr-Weaver, estudia el control de la traducción de ARNm maternos en elorganismo modelo Drosophila , o la mosca de la fruta, porque su estrategia de desarrollo ofrece ventajas experimentales.
En la investigación actual, Orr-Weaver y su laboratorio determinaron que la clave para la transición son las tres moléculas que forman la enzima PNG quinasa: PNG, PLU y GNU. Orr-Weaver describe PNG y PLU como "amigos cercanos" quesiempre están unidos entre sí, incluso en el huevo maduro. En ese punto del desarrollo, GNU tiene moléculas de fosfato pegadas, que impiden su unión a PNG-PLU.
Cuando se activa un huevo, los niveles de otra enzima que agrega fosfatos a GNU en el huevo disminuyen precipitadamente, permitiendo que GNU pierda sus fosfatos y se una a PNG-PLU. Una vez juntos, el trío comprende la PNG quinasa que activa el control de traducciónde los ARNm maternos. Debido a que la PNG quinasa también desencadena la descomposición de GNU, la quinasa se autodestruye, lo que aplasta rápida e irreversiblemente la traducción de los ARNm maternos. Este elegante bucle de retroalimentación y el interruptor que controla se describen en un artículo en eLife .
El diseño de esta transición podría dar a los científicos más información sobre cómo funcionan las células humanas y cómo se desarrollan los embriones. Por ejemplo, el cambio podría ser un modelo de cómo las células cambian masivamente y globalmente la traducción de ARNm. Además, se ha observado una actividad similar de la quinasa durante el desarrollo tempranoen gusanos, lo que puede significar que se utiliza un enfoque comparable en otros organismos, incluidos los humanos.
Aunque ahora tiene una mayor comprensión de cómo se activa y desactiva la traducción durante el desarrollo embrionario muy temprano, Orr-Weaver está intrigada por cómo se vincula el interruptor con la maquinaria de traducción.
"PNG es una quinasa, lo que significa que controla las cosas por lo que fosforila", dice Orr-Weaver, quien también es profesor de biología de la American Cancer Society en el MIT. "Entonces, la gran pregunta es qué proteínas fosforila".Descubrir eso es la próxima gran fase de este proyecto ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Whitehead para la Investigación Biomédica . Original escrito por Nicole Giese Rura. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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