Un nuevo trabajo de Ethan Greenblatt y Allan Spradling de Carnegie revela que los factores genéticos subyacentes al síndrome X frágil, y potencialmente otros trastornos relacionados con el autismo, provienen de defectos en la capacidad de la célula para crear estructuras de proteínas inusualmente grandes. Sus hallazgos se publican en ciencia .
Su trabajo se centra en un gen llamado Fmr1. Las mutaciones en este gen crean problemas en el cerebro y en el sistema reproductivo. Pueden conducir a la forma más común de autismo hereditario, síndrome de X frágil, así como a ovario prematurofracaso.
Ya se pensaba que Fmr1 desempeña un papel fundamental en las últimas etapas del proceso mediante el cual la receta codificada por un gen se utiliza para construir una proteína.
Así es como funciona :
Nuestra información genética se almacena en las moléculas de ADN, que están fuertemente unidas en el núcleo de cada célula. Piense en esto como una lista maestra de instrucciones. Antes de que la célula pueda leer una de las recetas de proteínas, debe copiarse:- o transcrito - por el ARN más móvil. Piense en las moléculas de ARN como corredores, que transportan fragmentos de código desde el núcleo al lugar donde se fabricará la proteína. El código del ARN se traduce en una cadena de aminoácidos por unlínea especial de fabricación de proteínas.
En la mayoría de los casos, estos pasos - transcripción de ADN a ARN y traducción de ARN a proteína - ocurren en rápida sucesión. Sin embargo, en algunos tipos de células altamente especializadas, incluidas las neuronas y los óvulos, es necesario que el ARN seacreado y luego almacenado para uso futuro.
El trabajo anterior había sugerido que Fmr1 evita que las moléculas de ARN almacenadas produzcan nuevas proteínas en exceso. Pero como muchos de estos estudios se realizaron con células cerebrales, en las que los resultados fueron muy complicados de analizar, Greenblatt y Spradling se propusieron resolver el problema medianteestudiando los efectos de Fmr1 en el proceso de fabricación de proteínas en un tipo de célula mucho más simple: los huevos de la mosca de la fruta.
"Nuestros resultados nos sorprendieron", dijo Spradling. "Descubrimos que los óvulos que carecen de Fmr1 al principio eran completamente normales; pero con el tiempo, si se almacenaron, perdieron la función mucho más rápido que los huevos almacenados con Fmr1 normal, lo cual es una reminiscenciadel síndrome de insuficiencia ovárica humana. Además, cuando se fecundan, estos óvulos que carecen de Fmr1 crearon crías con graves defectos del sistema nervioso, que recuerdan al síndrome X frágil ".
Expandiendo su análisis, Greenblatt y Spradling revelaron que los óvulos mutantes Fmr1 producen cantidades reducidas de varios cientos de proteínas, muchas de las cuales, si se pierden por completo, están asociadas con el autismo.
Un denominador común entre las proteínas afectadas es que codifican algunas de las proteínas más grandes construidas por nuestros cuerpos. Incluso en los huevos normales, las proteínas grandes, incluidas las afectadas por Fmr1, se producen de manera ineficiente, lo que refleja el desafío de unir un tiempo muy largocadena de proteínas en condiciones de almacenamiento de ARN.
"Creemos que Fmr1 sirve como una especie de ayuda, lo que aumenta la producción de proteínas grandes de importancia crítica que son difíciles de fabricar para los huevos o las neuronas", dijo Greenblatt. "Sin Fmr1, las células de huevo tienen suministros inadecuados de gran tamaño específicoproteínas y prematuramente comienzan a fallar. Dado que Fmr1 también es importante en el cerebro, la pérdida de ciertas proteínas grandes asociadas con el autismo podría explicar los síntomas similares al autismo de los pacientes con síndrome de X frágil ".
Las investigaciones futuras deberían investigar si los problemas relacionados con la fabricación de proteínas grandes están relacionados con el envejecimiento u otros trastornos como la enfermedad de Alzheimer y ELA.
Esta investigación fue financiada por el Jane Coffin Childs Memorial Fund y el Instituto Médico Howard Hughes.
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Materiales proporcionado por Institución Carnegie para la Ciencia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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