Un equipo de biólogos del desarrollo en la Universidad de Massachusetts Amherst dirigido por Dominique Alfandari, junto con otros en el MIT, informan en un nuevo documento que describieron por primera vez cómo dos factores de transcripción que son "absolutamente esenciales para el desarrollo humano" sonregulado por una metaloproteasa de la superficie celular conocida como ADAM 13. El descubrimiento se suma al conocimiento de cómo las células migran en embriones de vertebrados, cómo las células madre se diferencian y cómo las células cancerosas hacen metástasis.
ADAM13 pertenece a un grupo de proteínas llamadas proteasas que cortan otras proteínas para cambiar su función. Alfandari dice: "Hace cinco años descubrimos que las metaloproteasas ADAM controlan la expresión génica en una célula; nadie había hecho eso antes. En este nuevo artículo, describimos los detalles del mecanismo por el cual la proteína ADAM13 en la superficie celular puede afectar la expresión génica en el núcleo, lo cual es notable ".
"Descubrimos que ADAM13 tiene que trabajar con una serie de otras proteínas y dos factores de transcripción, tfap2- y arid3a. Hemos descrito cada paso que dan y cómo se cambian para hacer el trabajo. Arid3a lanza entre ADAM13 enla superficie y los genes en el núcleo. Hemos visto que algunos ADAM pueden hacer esto pero, por ejemplo, ADAM9 no puede hacerlo en absoluto ", agrega el biólogo molecular. Los detalles aparecen ahora en la revista en línea de acceso abierto eLIFE .
En estudios respaldados por el Instituto Nacional de Investigación Dental y Craneofacial de los NIH, Alfandari y sus colegas, incluidos el co-investigador Helene Cousin y el primer autor e investigador postdoctoral Vikram Khedgikar, son bien conocidos por rastrear células individuales en embriones de rana para aprender cómo la proteasa ADAM13controla las proteínas en la cresta neural craneal para formar la mandíbula y la cara. La migración de células de la cresta neural craneal es común a todos los embriones de vertebrados, incluidos los humanos, y los defectos en su producción o migración conducen a malformaciones faciales graves.
Luego de muchos años de este trabajo, Alfandari y sus colegas ahora están entrando más en los detalles de lo que puede hacer la familia de proteínas ADAM, señala. "Lo que es emocionante es que hemos demostrado que ADAM13, que es uno demás de 30 miembros de esta familia, controlan dos factores de transcripción esenciales que se unen al ADN para activar genes ".
Explica que arid3a en humanos controla las decisiones del destino celular, es decir, dirige a las células madre no comprometidas a diferenciar de un estado ingenuo a una célula que conoce su trabajo. En este papel, arid3a puede considerarse como un "anti-factor de células madre ", porque cierra la capacidad de las células madre de permanecer ingenuas. Alfandari bromea:" Expulsa a los niños de su hogar y los obliga a ir a la escuela y aprender un oficio ".
El papel especial de arid3a en obligar a la célula a especializarse tiene implicaciones para el cáncer, agrega. Cuando las células se diferencian, a menudo dejan de dividirse; rara vez hacen ambas cosas. Al forzar la diferenciación, arid3a suprime la división celular. Explica: "En un tumor, esto significa que arid3a obliga a las células tumorales a permanecer en su lugar y realizar un trabajo en lugar de dividirse. Son más benignas, tienden a permanecer en su lugar y no hacen metástasis ". Por lo tanto, el pronóstico para un paciente con un tumor que tiene mucho arid3a enes mejor que uno que tenga poco árido3a, porque con menos, proliferan más.
Alfandari agrega: "Quizás nos pueda dar una nueva herramienta para controlar tumores, si puede controlar la actividad ADAM desde fuera de la célula, también podría controlar arid3a. Esto es a largo plazo, estoy soñando con lo que podríasuceda. Todavía no sabemos si ADAM puede desempeñar un papel de esta manera para controlar el cáncer, pero es una nueva posibilidad ".
En cuanto a tfap2-, en todas las especies estudiadas hasta ahora controla las células en el borde de la placa neural en el embrión, que forman todos los órganos sensoriales para la audición, la visión y el olfato, además de todos los cráneos.estructuras faciales, por lo que "tfap2- define más o menos este grupo de células durante la evolución de los vertebrados", señala el director del laboratorio.
"Para nuestro trabajo esto es muy importante porque nos ayuda a comprender cómo las células de la cresta neural adquieren su especialización y aprender cómo y hacia dónde moverse. También sugiere que las proteínas ADAM en otros tipos de células pueden regular procesos similares".
El biólogo molecular dice que ADAM13 ha sido considerado como "un jugador discreto, no se consideró crítico". De hecho, él piensa en las proteínas ADAM como un mecanismo de ajuste, como el entrenador al margen deun juego de fútbol americano: "Si pierde al entrenador, el equipo puede continuar funcionando incluso si es menos eficiente. Si un embrión no tiene ADAM13, puede sobrevivir, pero con defectos de nacimiento".
Sin embargo, los factores de transcripción arid3a y tfap2- son mucho más importantes, más parecidos a un quarterback. "Si pierde al quarterback, el equipo no puede continuar", dice. "Si pierde arid3a y tfap2-alpha, estos son absolutamente críticos para el embrión y sin ellos no puede sobrevivir ".
En el futuro, dice Alfandari, su laboratorio continuará definiendo las partes de ADAM13 y arid3a que se comunican entre sí y cómo arid3a se desplaza entre ADAM en la superficie celular y los genes en el núcleo ". Nuestro objetivo es descubrir elsecuencias de proteínas específicas que controlan arid3a ", señala." Eso tomará otros cinco años ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Massachusetts en Amherst . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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