Investigadores del Departamento de Biología Celular, Fisiología e Inmunología y el Instituto de Biotecnología y Biomedicina de la Universitat Autònoma de Barcelona IBB-UAB han desenmascarado el funcionamiento de una proteína involucrada en la reparación del ADN, ATR, en el proceso de recombinación meióticaque tiene lugar durante el desarrollo de los espermatocitos células precursoras de los espermatozoides y cómo la inhibición de esta proteína causa anomalías que bloquean la espermatogénesis.
El estudio, dirigido por Ignasi Roig y realizado con modelos de ratón, se publicó recientemente en Comunicaciones de la naturaleza . También colaboraron en el estudio investigadores del Centro Nacional de Investigación del Cáncer CNIO, Madrid, el Centro de Cáncer Memorial Sloan-Kettering MSKCC, Nueva York y el Instituto Médico Howard Hughes HHMI, Nueva York.
Los espermatozoides y los óvulos se forman a través de un proceso de división celular conocido como meiosis. Ambos tipos de células son gametos haploides, es decir, solo contienen una copia de cada cromosoma. En este proceso, dos rondas de división celular reducen el número de cromosomas pora la mitad, lo que garantiza la cantidad correcta de cromosomas de la especie después de la fertilización. Durante la primera división, las roturas de doble cadena de ADN se producen deliberadamente y luego se reparan mediante recombinación meiótica. Esto conduce al emparejamiento de cromosomas homólogos e intercambio de material genético entre ambos. Erroresen estos procesos puede causar problemas en la integridad del genoma, generando esperma u óvulos defectuosos.
"Gracias al uso de ratones con deficiencias en su expresión de ATR y fármacos que inhiben esta proteína, pudimos demostrar que la proteína es esencial para completar adecuadamente la recombinación meiótica en los espermatocitos que actúan en las primeras etapas", explica Ignasi Roig.
El estudio verificó que se necesita ATR para el reclutamiento correcto de dos proteínas, RAD51 y DMC1, involucradas en el proceso de reparación genética en regiones de ADN monocatenario creadas a través del procesamiento de roturas de doble cadena de ADN originadas al inicio de la meiosis.
"Los espermatocitos con cantidades reducidas de ATR, o tratados con inhibidores, presentan problemas en el emparejamiento de cromosomas homólogos, así como al reparar hebras de ADN rotas y en la formación correcta del material genético intercambiado entre cromosomas homólogos, que es indispensable para el correctoformación de esperma. Esta acumulación de anomalías provoca un alto en la progresión celular e induce una muerte celular programada, generando un bloqueo en la espermatogénesis ", concluye Roig.
"La identificación de la función del ATR en la recombinación meiótica representa un gran avance en el campo de la meiosis de los mamíferos, dado que los investigadores finalmente pueden establecer su papel en la reparación del ADN en los espermatocitos utilizando herramientas genéticas y farmacológicas", afirma la autora principal Sarai Pacheco.
Desde finales de la década de 1990 se sabe que el ATR se encuentra en los espermatocitos, ubicados junto a otras proteínas que participan en el proceso de recombinación meiótica. Esto llevó a los investigadores a pensar que la proteína también estuvo involucrada en el proceso. El hecho de que es esencialporque el desarrollo embrionario de los mamíferos ha dificultado hasta ahora estudiarlo.
Finalmente, el estudio alerta sobre los posibles efectos secundarios del uso de medicamentos inhibidores de ATR en humanos, que actualmente se están estudiando como posibles medicamentos para el tratamiento contra el cáncer. Los investigadores sugieren que pueden provocar un bloqueo en la producción de esperma y, por lo tanto,al menos temporalmente, causar una disminución en la fertilidad masculina.
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Materiales proporcionado por Universitat Autonoma de Barcelona . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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