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miércoles, 15 de febrero de 2017

Reparar el ADN: descubierta una nueva letra en el alfabeto celular

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Las células necesitan reparar el ADN dañado de nuestros genes a fin de prevenir el desarrollo del cáncer y otras enfermedades. Por lo tanto, nuestras células activan y envían "proteínas de reparación" a las partes dañadas dentro del ADN. Para ello, ha ido evolucionando un elaborado lenguaje proteico.

Ahora, los científicos del Instituto Max Planck de Biología del Envejecimiento en Colonia, han descubierto la forma en que se utiliza una nueva letra de este alfabeto de las células. La novedosa modificación de esta proteína, llamada serina ADP-ribosilación, ha sido pasada por alto por los científicos durante décadas. Este hallazgo revela la importancia de los descubrimientos ocultos en los llamados "puntos ciegos" científicos.


En ciencia básica, a menudo se comienza un nuevo proyecto de investigación tratando de reproducir, confirmar y construir sobre lo que otros ya han demostrado antes. Esto ha sido lo que exactamente ha hecho un equipo joven de científicos, dirigido por Ivan Matic, líder del grupo de investigación en el Instituto Max Planck de Biología del Envejecimiento, en colaboración con el grupo de Ivan Ahel de la Universidad de Oxford. El resultado final fue que se encontró un nuevo mecanismo, que vuelve del revés algunos viejos descubrimientos.

El grupo investiga cómo la célula determina el destino de proteínas específicas usando etiquetas, las llamadas "modificaciones post-traduccionales". Se trata de pequeñas banderas químicas, añadidas a las proteínas, para activarlas y hacerlas funcionales. Funcionan como letras de un alfabeto de codificación que puede usar la célula para determinar qué hacer con una proteína específica, por ejemplo, enviándola al núcleo de la célula para reparar el daño a nuestros genes.

"Estábamos investigando una de las etiquetas más complejas, que se conoce como adenosina difosfato ribosilación (ADPr). Los investigadores de este campo pensaron durante muchos años que esta etiqueta se añadía a determinadas partes de las proteínas: los ácidos glutámicos, aspartato, arginina y lisina. Sin embargo, cuando miramos profundamente en los datos, siempre vimos el aminoácido serina muy cerca, algo que lo hacía muy sospechoso. Después de mucho tiempo de esfuerzo pudimos mostrar que, en realidad, el aminoácido serina estaba etiquetado", explica Matic.

La clave está en los detalles

Para los no científicos esto puede parecer un pequeño detalle. Pero en la "factoría" ??de las células es un mecanismo importante. Es como descubrir una nueva letra a un alfabeto que usted pensaba que sabía, el alfabeto que utiliza la célula para enviar mensajes internos. El equipo de investigación pudo demostrar que esta modificación desempeñaba un papel crucial en la reparación del daño del ADN, un proceso que ahora podemos empezar a descodificar. El daño en nuestro ADN puede causar mutaciones que conducen a una variedad de enfermedades, como el cáncer o la neurodegeneración. Este daño es inevitable, y su reparación es esencial para cualquier organismo, incluidos seres humanos. Después de haber descubierto esta nueva letra en el alfabeto de la célula, el equipo de investigación también ha descrito su mecanismo molecular y ha demostrado que su uso está muy extendido. "Encontramos que esta modificación es particularmente utilizada en procesos importantes para la estabilidad del genoma. Esta investigación abre nuevas posibilidades para mejorar y aumentar la eficiencia de la maquinaria de reparación del ADN", según comentaba Juan José Bonfiglio, investigador del grupo de Ivan Matic

El punto ciego

Pero, ¿cómo ha podido suceder que esta modificación haya sido pasada por alto durante tantos años? Tom Colby, un científico que trabaja en el grupo Matic, intentaba explicarlo: "Se supone que los científicos producen y analizan grandes cantidades de datos. Esto significa que usted confía en las herramientas pre-desarrolladas y las aplica a los sistemas biológicos. Sin embargo, el problema surge cuando estas herramientas a veces se basan en suposiciones que pueden causar puntos ciegos. Los resultados más interesantes a veces se ocultan en esos puntos ciegos en los que nadie piensa". Matic agregó: "Soy un poco anticuado. Me gusta dar un paso atrás y mirar los datos originales en detalle. Sin este paso previo habríamos pasado por alto esta modificación, como ya pasó en años anteriores."

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Ref. Max-Planck Gesellschaft.de, 10 feb. 2017, Dr. Ivan Matic
Publicación: de Max Planck Institute for Biology of Ageing, Köln. Juan José Bonfiglio, Pietro Fontana, Qi Zhang, Thomas Colby, Ian Gibbs-Seymour, Ilian Atanassov, Edward Bartlett, Roko Zaja, Ivan Ahel and Ivan Matic “Serine ADP-ribosylation depends on HPF1”, en Molecular Cell, February 2017
Imagen: Una etiqueta compleja para la reparación del ADN: el dibujo 3D muestra el enlace de la ADP-ribosa con el aminoácido serina en una proteína (turquesa). Crédito: Max Planck Institute for Biology of Ageing

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