En la Universidad de Copenhague, los investigadores descubrieron cómo algunos tipos de proteínas estabilizan el ADN dañado y, por lo tanto, preservan la función e integridad del ADN. Este nuevo hallazgo también explica por qué las personas con defectos congénitos o adquiridos en ciertas proteínas no pueden mantener estable su ADN y desarrollar enfermedadescomo el cáncer
Todos los días, las células del cuerpo se dividen millones de veces, y el mantenimiento de su identidad requiere que una célula madre transmita información genética completa a las células hijas sin errores.
Esto no es una tarea pequeña porque nuestro ADN está constantemente bajo ataque, tanto del medio ambiente como de las actividades metabólicas de la célula. Como resultado, las cadenas de ADN pueden romperse al menos una vez durante cada ciclo de división celular y esta frecuencia puedeaumentar en ciertos estilos de vida, como fumar, o en personas que nacen con defectos en la reparación del ADN.
A su vez, esto puede provocar daños genéticos irreversibles y, en última instancia, causar enfermedades como cáncer, inmunodeficiencia, demencia o defectos del desarrollo.
Ahora los investigadores del Centro de Investigación de Proteínas de la Fundación Novo Nordisk de la Universidad de Copenhague han descubierto cómo ciertas proteínas orquestan la reparación del ADN dañado para garantizar su estabilidad a lo largo de generaciones y evitar daños colaterales en el ADN vecino ileso.
Los hallazgos han sido publicados en la revista científica Naturaleza .
En resumen, dos proteínas llamadas 53BP1 y RIF1 se enganchan para construir un "andamio" tridimensional alrededor de las hebras de ADN rotas. Este andamio luego concentra localmente proteínas de reparación especiales, que son escasas y que son críticamente necesarias para reparar el ADNsin errores.
'Es un descubrimiento único. Comprender los mecanismos de defensa naturales del cuerpo nos permite comprender mejor cómo se comunican y protegen ciertas proteínas para reparar el ADN dañado. Esto abre una oportunidad para diseñar mejor cómo el daño del ADN causa enfermedades y diseñar medicamentos que mejoren el tratamiento depacientes con ADN inestable '', dice el Director del Centro y Profesor Jiri Lukas del Centro de Investigación de Proteínas de la Fundación Novo Nordisk.
Previene el deterioro
En este estudio se utilizaron microscopios de súper resolución altamente avanzados. Esta tecnología permite a los investigadores ampliar las células vivas y visualizar objetos del tamaño de una milésima parte del ancho de un cabello y seguir cómo se ensambla y crece el armazón proteico de protecciónalrededor de la fractura de ADN.
'Esto podría compararse con poner un yeso en una pierna rota; estabiliza la fractura y evita que el daño empeore y llegue a un punto donde ya no pueda sanar', dice Postdoc Fena Ochs, de la Fundación Novo NordiskCentro de Investigación de Proteínas y el primer autor del nuevo estudio.
Llama a los reparadores
Entonces, ¿por qué este descubrimiento es tan novedoso? La suposición anterior era que las proteínas como 53BP1 y RIF1 actúan solo en el vecindario más cercano de la fractura de ADN. Sin embargo, con la ayuda de los microscopios de súper resolución, los científicos pudieron ver queLa reparación sin errores del ADN roto requiere una construcción mucho más grande.
'En términos generales, la diferencia entre las proporciones del andamiaje de proteínas y la fractura del ADN corresponde a una pelota de baloncesto y una cabeza de alfiler', dice Fena Ochs.
Según los investigadores, el hecho de que el andamio de proteínas de soporte es mucho más grande que la fractura, subraya la importancia de que la célula no solo estabilice la herida de ADN, sino también el entorno circundante.
Esto permite preservar la integridad del sitio dañado y su vecindario y aumenta la probabilidad de atraer a los 'trabajadores' altamente especializados en la celda para realizar la reparación real.
Estas proteínas de la llamada red Shieldin también fueron identificadas recientemente por investigadores del Centro de Investigación de Proteínas de la Fundación Novo Nordisk.
La falta de andamios puede conducir a enfermedades como el cáncer
Uno de los beneficios más notables de la investigación básica, como el nuevo estudio, es que proporciona a los científicos herramientas moleculares para simular y, por lo tanto, comprender mejor las condiciones que ocurren durante el desarrollo de una enfermedad real.
Cuando los científicos impidieron que las células construyeran el andamio proteico alrededor del ADN fracturado, observaron que grandes partes del cromosoma vecino se desmoronaron rápidamente.
Esto provocó que las células dañadas por el ADN iniciaran intentos alternativos para repararse a sí mismas, pero esta estrategia a menudo fue inútil y exacerbó la destrucción del material genético.
Según los investigadores, esto puede explicar por qué las personas que carecen de las proteínas del andamio son propensas a las enfermedades causadas por el ADN inestable.
Infografía del 'andamiaje de proteínas'. "Es un descubrimiento único. Comprender los mecanismos de defensa naturales del cuerpo nos permite comprender mejor cómo se comunican y protegen ciertas proteínas para reparar el ADN dañado. Esto abre una oportunidad para diseñar mejor cómo el daño del ADNcausa enfermedades y diseña medicamentos que mejoran el tratamiento de pacientes con ADN inestable '', dice el Director del Centro y Profesor Jiri Lukas del Centro de Investigación de Proteínas de la Fundación Novo Nordisk.
Previene el deterioro
En este estudio se utilizaron microscopios de súper resolución altamente avanzados. Esta tecnología permite a los investigadores ampliar las células vivas y visualizar objetos del tamaño de una milésima parte del ancho de un cabello y seguir cómo se ensambla y crece el armazón proteico protector.la fractura de ADN
'Esto podría compararse con poner un yeso en una pierna rota; estabiliza la fractura y evita que el daño empeore y llegue a un punto donde ya no pueda sanar', dice Postdoc Fena Ochs, de la Fundación Novo NordiskCentro de Investigación de Proteínas y el primer autor del nuevo estudio.
Llama a los reparadores
Entonces, ¿por qué este descubrimiento es tan novedoso? La suposición anterior era que las proteínas como 53BP1 y RIF1 actúan solo en el vecindario más cercano de la fractura de ADN. Sin embargo, con la ayuda de los microscopios de súper resolución, los científicos pudieron ver queLa reparación sin errores del ADN roto requiere una construcción mucho más grande.
'En términos generales, la diferencia entre las proporciones del andamiaje de proteínas y la fractura del ADN corresponde a una pelota de baloncesto y una cabeza de alfiler', dice Fena Ochs.
Según los investigadores, el hecho de que el andamio de proteínas de soporte es mucho más grande que la fractura, subraya la importancia de que la célula no solo estabilice la herida de ADN, sino también el entorno circundante.
Esto permite preservar la integridad del sitio dañado y su vecindario y aumenta la probabilidad de atraer a los 'trabajadores' altamente especializados en la celda para realizar la reparación real.
Estas proteínas de la llamada red Shieldin también fueron identificadas recientemente por investigadores del Centro de Investigación de Proteínas de la Fundación Novo Nordisk.
La falta de andamios puede conducir a enfermedades como el cáncer
Uno de los beneficios más notables de la investigación básica, como el nuevo estudio, es que proporciona a los científicos herramientas moleculares para simular y, por lo tanto, comprender mejor las condiciones que ocurren durante el desarrollo de una enfermedad real.
Cuando los científicos impidieron que las células construyeran el andamio proteico alrededor del ADN fracturado, observaron que grandes partes del cromosoma vecino se desmoronaron rápidamente.
Esto provocó que las células dañadas por el ADN iniciaran intentos alternativos para repararse a sí mismas, pero esta estrategia a menudo fue inútil y exacerbó la destrucción del material genético.
Según los investigadores, esto puede explicar por qué las personas que carecen de las proteínas del andamio son propensas a las enfermedades causadas por el ADN inestable.
El estudio sobre 'La estabilización de la topología de la cromatina protege la integridad del genoma' se publica en la reconocida revista científica Naturaleza .
El Centro de la Fundación Novo Nordisk para la Investigación de Proteínas ha recibido recientemente una subvención de DKK 700 millones para más investigación básica en los próximos cinco años.
El Centro es un líder en investigación de proteínas que emplea microscopía avanzada, espectrometría de masas, biología estructural, secuenciación de ADN y ciencias de datos para identificar y caracterizar proteínas importantes involucradas en el desarrollo de enfermedades. El objetivo de la investigación básica pionera del Centro es allanar el camino parael descubrimiento de tratamientos nuevos o más eficientes de enfermedades humanas como el cáncer o la diabetes.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Copenhague Facultad de Ciencias Médicas y de Salud . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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