Un querido colega nos comparte el presente artículo, magnífico y didáctico, escrito por Lori Dajose, del California Institute of Technology (Caltech), y traducido por nosotros para este espacio. Veamos de qué se trata….

Se puede pensar en el genoma humano como una biblioteca masiva, que contiene más de 20.000 "manuales de instrucciones" diferentes: sus genes.

Por ejemplo, hay genes que contienen información para construir una célula cerebral, una célula de la piel, un glóbulo blanco, etc. Incluso hay genes que contienen información sobre la regulación del genoma en sí, así como libros que explican cómo organizar esa biblioteca.

La capacidad de regular la expresión génica, en otras palabras, la capacidad de la célula para activar o desactivar varias constelaciones de genes, es la base de por qué diferentes células (como una célula muscular o una célula cerebral) tienen formas y funciones diferentes.

Para que cualquier biblioteca sea útil para un lector, debe estar organizada de manera que sea fácil de buscar. Por ejemplo, todos los libros relacionados con la historia del mundo pueden estar en un estante, mientras que los libros de cocina pueden estar en una sección completamente diferente de la biblioteca.

 En un núcleo celular, hay más de seis pies de material genético empaquetado en un espacio 50 veces más pequeño que el ancho de un cabello humano. ¿Cómo está organizada la "biblioteca" del núcleo? Cuando una célula necesita regular ciertos genes ¿Cómo encuentra la maquinaria celular los correctos entre otros 20.000?

Un nuevo artículo del laboratorio de Mitchell Guttman, profesor de biología de Caltech, utiliza una nueva y poderosa herramienta que puede escudriñar el mundo del material genético de la célula (ADN y ARN) para encontrar respuestas a estas preguntas.

Dirigido por la ex estudiante graduada del laboratorio Guttman, Sofia Quinodoz (Ph.D. '20), ahora becaria postdoctoral Hanna Gray en la Universidad de Princeton, el equipo descubrió que las moléculas de ARN no codificante son responsables de establecer "compartimentos" dentro del núcleo y guiar en moléculas clave a regiones precisas del genoma.

El ARN no codificante son moléculas que no codifican proteínas y, en cambio, tienen una serie de funciones que a menudo siguen siendo misteriosas para los biólogos. En la analogía de la biblioteca, las moléculas de ARN no codificantes actúan como los "estantes" que organizan los diferentes grupos de genes y la maquinaria que interactúa con ellos.

Comprender cómo se organiza espacialmente el material genético es una parte crucial para comprender el funcionamiento básico de la vida. La disfunción dentro del núcleo es un sello distintivo de muchas enfermedades, incluido el cáncer, los trastornos neurodegenerativos y otros.

La investigación fue posible gracias a una poderosa herramienta desarrollada en el laboratorio de Guttman que permite vistas detalladas del mundo del ARN, llamada RD-SPRITE (Reconocimiento de interacciones de grupos divididos de ARN y ADN por extensión de etiquetas). En esencia, RD-SPRITE funciona etiquetando moléculas de ARN y ADN con minúsculos códigos de barras únicos basados ​​en sus ubicaciones; analizar los códigos de barras puede decirle qué moléculas estaban en qué posiciones dentro de la célula.

"Esta herramienta es algo con lo que he soñado desde que era un estudiante de posgrado. Es notable que Sofia haya podido hacer que esto sucediera", dice Guttman. "Cambia lo que podemos ver en el mundo del ARN. Es como desarrollar un nuevo microscopio; puedes comenzar a mirar cosas que nunca antes habías visto. Este descubrimiento sobre el ARN y la organización es la punta del iceberg en términos de lo que somos capaz de empezar a encontrar en estos datos ".

El equipo planea usar RD-SPRITE para comparar la organización espacial del núcleo entre células sanas y tipos de células enfermas, para comprender cómo la expresión génica y la estructura física del núcleo pueden verse afectadas en estados de enfermedad.

El artículo se titula "El ARN promueve la formación de compartimentos espaciales en el núcleo". Sofia Quinodoz es la primera autora del artículo junto con las co-segundas autoras, la becaria postdoctoral de Caltech Joanna Jachowicz, la estudiante de posgrado Prashant Bhat y la ex becaria postdoctoral Noah Ollikainen. Además de Guttman, otros coautores incluyen al ex estudiante de posgrado Abhik Banerjee, la estudiante de posgrado Isabel Goronzy, el científico investigador Mario Blanco, el ex becario postdoctoral Peter Chovanec, el investigador científico senior Amy Chow, Yolanda Markaki de UCLA, el ex asistente técnico de investigación Jasmine Thai y Kathrin Plath de UCLA.

Los fondos para la investigación fueron proporcionados por el Instituto Médico Howard Hughes, la Fundación Nacional de Ciencias, los Institutos Nacionales de Salud, el Programa de Capacitación para Científicos Médicos UCLA-Caltech, la Sociedad Estadounidense del Cáncer, la División de Biología e Ingeniería Biológica de Caltech, el National Heart Lung y Blood Institute y el programa MD / PhD de la USC.

Fuente: https://www.caltech.edu/about/news/the-vast-little-library-inside-of-your-cells