Lo que muchos solían descartar como "ADN basura" está de vuelta con una venganza a medida que los datos crecientes apuntan a la importancia de los ARN no codificantes ncRNA - mensajes del genoma que no codifican proteínas - en el desarrollo y la enfermedadPero nuestro progreso en la comprensión de estas moléculas ha sido lento debido a la falta de tecnologías que permitan el mapeo sistemático de sus funciones.
Ahora, el equipo del profesor Benjamin Blencowe en el Centro Donnelly de la Universidad de Toronto, incluidos los autores principales Eesha Sharma y Tim Sterne-Weiler, han desarrollado un método, descrito en la edición del 19 de mayo de 2016 célula molecular , que permite a los científicos explorar en profundidad lo que hacen los ncRNA en las células humanas. El estudio se publica el mismo día con otros dos artículos célula molecular y Celda , respectivamente, del grupo del Dr. Yue Wan en el Instituto del Genoma de Singapur y del grupo del Dr. Howard Chang en la Universidad de Stanford en California, que desarrollaron métodos similares para estudiar los ARN en diferentes organismos.
De los 3 mil millones de letras en el genoma humano, solo el dos por ciento forma los genes codificadores de proteínas. Los genes se copian o transcriben en moléculas de ARN mensajero ARNm, que proporcionan plantillas para construir proteínas que hacen la mayor parte de las proteínas.el trabajo en la célula. Gran parte del 98 por ciento restante del genoma fue inicialmente considerado por algunos como carente de importancia funcional. Sin embargo, grandes extensiones del genoma no codificante entre la mitad y las tres cuartas partes también se copianen ARN
Lo que podrían hacer los ncRNA resultantes depende de a quién le pregunte. Algunos investigadores creen que la mayoría de los ncRNA no tienen función, que son solo un subproducto de la poderosa maquinaria de transcripción del genoma que produce ARNm. Sin embargo, está surgiendo que muchos ncRNAstienen un papel importante en la regulación génica. Esta opinión se apoya en que algunos ncRNA actúan como carruajes para transportar los mRNA alrededor de la célula, o proporcionan un andamiaje para que otras proteínas y ARN se unan y hagan su trabajo.
Pero la mayoría de los datos disponibles se han acumulado poco a poco o mediante un descubrimiento fortuito. Y con la evidencia emergente de que los ncRNA podrían impulsar la progresión de la enfermedad, como la metástasis del cáncer, existía una gran necesidad de una tecnología que permitiera un análisis funcional sistemático de ncRNAs.
"Hasta ahora, con los métodos existentes, tenía que saber lo que estaba buscando porque todos requieren información sobre el ARN de interés. El poder de nuestro método es que no necesita preseleccionar sucandidatos, puedes ver lo que ocurre globalmente en las células y usar esa información para ver cosas interesantes que no hemos visto antes y cómo están afectando la biología ", dice Eesha Sharma, una doctora candidata en el grupo de Blencowe que, junto con Tim, su compañero postdoctoralSterne-Weiler, co-desarrolló el método.
La nueva herramienta, llamada 'LIGR-Seq', captura las interacciones entre diferentes moléculas de ARN. Cuando dos moléculas de ARN tienen secuencias coincidentes, cadenas de letras copiadas del modelo de ADN, se unirán como Velcro. Las estructuras de ARN emparejadasluego se eliminan de las células y se analizan mediante métodos de secuenciación de vanguardia para identificar con precisión los ARN que están unidos entre sí.
"La mayoría de los investigadores en ciencias de la vida están de acuerdo en que existe una necesidad urgente de comprender lo que hacen los ncRNA. Esta tecnología abrirá la puerta al desarrollo de una nueva comprensión de la función del ncRNA", dice Blencowe, quien también es profesor en el Departamento de MolecularGenética.
No tener que depender de conocimientos preexistentes es una de las fortalezas del método que impulsará el descubrimiento de pares de ARN que nunca antes se habían visto. La otra es que los científicos pueden ver por primera vez las interacciones de ARN a medida que ocurrencélulas vivas, en toda su complejidad, a diferencia de los jugos de las células machacadas en las que tenían que confiar antes. Esto es un poco como avanzar para explorar la biología marina, desde recolectar conchas en la playa hasta bucear entre los arrecifes de coral dondeEl alcance para el descubrimiento es mucho mayor.
los ncRNA vienen en múltiples sabores: hay rRNA, tRNA, snRNA, snoRNA, piRNA, miRNA e lncRNA, por nombrar algunos, donde los prefijos reflejan el lugar del ARN en la célula o algún aspecto de su función. Pero la verdad es quenadie sabe realmente hasta qué punto estos ncRNA controlan lo que sucede en la célula, ni cómo lo hacen. La nueva tecnología desarrollada por el grupo de Blencowe ha podido detectar nuevas interacciones que involucran a todas las clases de ARN y ya ha revelado algunos inesperadosrecomendaciones.
El equipo descubrió nuevas funciones para los ARN nucleolares pequeños snoRNA que normalmente guían las modificaciones químicas de otros ncRNA. Resulta que algunos snoRNA también pueden regular la estabilidad de un conjunto de mRNA codificadores de proteínas. De esta manera, los snoRNA también pueden directamenteinfluyen en las proteínas que se producen, así como en su abundancia, agregando un nuevo nivel de control en la biología celular, y esto es solo la punta del iceberg, ya que los investigadores planean desarrollar y aplicar su tecnología para investigar los ncRNA en diferentes entornos.
"Nos gustaría entender cómo funcionan los ncRNAs durante el desarrollo. Estamos particularmente interesados en su papel en la formación de neuronas. Pero también usaremos nuestro método para descubrir y mapear cambios en las interacciones ARN-ARN en el contexto de enfermedades humanas", dice Blencowe.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Toronto . Original escrito por Jovana Drinjakovic. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :