Los investigadores de la USC han descubierto que la transferencia de información genética vital dentro de una célula no es el telégrafo unidireccional que alguna vez se pensó, abriendo nuevas vías para comprender las enfermedades humanas y desarrollar posibles tratamientos, según muestra un nuevo estudio.
La investigación realizada por científicos de la Facultad de Gerontología Leonard Davis de la USC es la primera en demostrar que los genomas mitocondriales y nucleares evolucionaron para regularse mutuamente de forma independiente. Comprender cómo la comunicación intracelular de ADN está conectada a la célula conducirá a más investigadorespara apreciar la coordinación de los genes codificados en ambos genomas y su papel en el envejecimiento y la enfermedad, dijo Changhan David Lee, profesor asistente de gerontología en la Escuela Leonard Davis de la USC y autor principal del estudio.
Los hallazgos son significativos porque el envejecimiento hace que las células se descompongan, lo que lleva a enfermedades como el cáncer y el Alzheimer. Comprender el funcionamiento interno de la célula abre oportunidades para avances médicos que pueden ayudar a salvar vidas. El estudio aparece hoy en la revista metabolismo celular .
"Las mitocondrias tienen su propio ADN que presumiblemente proviene de bacterias antiguas que se unieron a nuestras células hace mucho tiempo. No sabíamos que nuestro ADN mitocondrial codificaba mensajes para controlar el núcleo. De hecho, durante mucho tiempo se pensó que el núcleo conteníaTodo nuestro plan genético para construir y operar una célula ", dijo Lee." Este es un descubrimiento fundamental que integra nuestros dos genomas como un sistema genético co-evolucionado y puede tener un impacto duradero en una amplia gama de campos científicos y médicos ".
Saber íntimamente cómo operan las células podría conducir a una mayor comprensión de las enfermedades relacionadas con la edad y, tal vez algún día, nuevos tratamientos basados en mitocondrias. Los medicamentos recetados de hoy están diseñados en base al modelo codificado en el genoma nuclear, dicen los científicos.
"No hemos estado viendo la complejidad completa de la red celular", dijo Lee. "Si estamos luchando contra el cáncer, por ejemplo, con solo la mitad de nuestro genoma, entonces es la mitad de una solución. Ahora podemoscombatir estas enfermedades con todos nuestros componentes genéticos "
El campo de la comunicación intracelular es relativamente reciente: surgió y se aceleró en la última década. A medida que el equipo médico se vuelve más incisivo, los científicos pueden detectar mejor las cosas pequeñas, por lo que incluso los genes pequeños dentro de una célula obtienen más estudio.
Los investigadores de la USC se centraron en las dos partes de la célula que transportan ADN: el núcleo y las mitocondrias. La mayor parte del material genético reside en el núcleo, que es el componente más grande de la célula. Su ADN envía plantillas codificadas que le indican a la célula qué hacer.Las mitocondrias más pequeñas funcionan como fábricas productoras de energía, convirtiendo los alimentos en combustible para alimentar la célula. Pero el tamaño puede ser engañoso. Las mitocondrias también contienen ADN, todo heredado de la madre, y como muestra el nuevo estudio, no son solotomando órdenes del núcleo.
Al trabajar con células humanas, los científicos descubrieron que cuando una célula está bajo estrés y se muere de hambre por nutrientes, MOTS-c, una pequeña proteína codificada en el ADN de la mitocondria, se mueve hacia el núcleo para controlar los genes y activar un sistema defensivo, incluidouna respuesta antioxidante
"La mayoría de las enfermedades se deben al envejecimiento, y el envejecimiento conduce a un colapso en las funciones celulares", dijo Lee. "Cuando las cosas salen mal en el cuerpo, es porque algún mecanismo en el cuerpo salió mal. Entonces, entender cómo significa la edad de las célulastenemos más información sobre cómo se produce el daño y cómo podemos prevenirlo o repararlo ", dijo.
USC Leonard Davis School es el lugar de colaboración en la investigación básica y aplicada en el envejecimiento en toda la universidad. Los investigadores colaboran para resolver los desafíos del envejecimiento de diversas disciplinas, incluidas la neurobiología, la biología molecular, la biodemografía, la psicología cognitiva, la sociología, la planificación urbana y los servicios de saludTambién se enfoca en temas relacionados con el envejecimiento, como estudios familiares, vivienda, servicios y apoyo a largo plazo, prevención de caídas, prevención de abuso de ancianos, cuidado y tecnología.
Los autores del estudio incluyen a los investigadores principales Lee, Kyung Hwa Kim, Jyung Mean Son y Berenice A. Benayoun de la USC Leonard Davis School, el USC Norris Comprehensive Cancer Center y la USC Stem Cell Initiative. Lee es consultor y accionista de, CohBar Inc., con sede en Menlo Park, California; la compañía realiza investigación y desarrollo de terapias basadas en mitocondrias.
El trabajo fue financiado por subvenciones de los Institutos Nacionales de Salud R01AG052558, la Fundación Médica Ellison, la Federación Estadounidense de Investigación sobre el Envejecimiento y la familia Hanson-Thorell a Changhan Lee y los Institutos Nacionales de Salud otorgan la subvención R00AG049934 a B. Benayoun.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad del Sur de California . Original escrito por Gary Polakovic. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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