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El nuevo viaje de los ‘Argonautas’

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En un estudio coordinado por Eduardo Eyras, investigador ICREA del Departamento de Ciencias Experimentales y de la Salud (CEXS) de la UPF y responsable del Grupo de Regulación Genómica, conjuntamente con Alberto Kornblihtt, investigador de la Universidad de Buenos Aires, se ha puesto de manifiesto que las proteínas de la familia Argonauta juegan un papel importante en las regulación de los genes en el núcelo celular.

Se demuestra que la familia de proteínas Argonautas realizan un viaje al núcleo celular para controlar cómo se procesan los genes, demostrando con ello ser agentes importantes y versátiles en la determinación de la función celular. Los resultados contribuyen a la comprensión de la compleja regulación de la expresión génica en células eucariotas.

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UPF / Hasta ahora, se sabía que un complejo molecular integrado por un grupo de proteínas llamadas Argonautas, guiaban los micro-RNAs (miRNAs) hacia sus dianas  Las moléculas pequeñas de ARN, entre las que se encuentran los llamados micro-RNAs, representan un poderoso mecanismo para regular la expresión génica en el citoplasma de la célula, ya sea mediante la activación de la degradación de las moléculas de ARN mensajero (ARNm) o mediante la inhibición de su traducción en proteínas. Este mecanismo, conocido como silenciamiento génico post-transcripcional, tiene implicaciones importantes para la comprensión de enfermedades y procesos relacionados con el desarrollo celular.

El trabajo publicado en PNAS por Eyras, et al., describe cómo las proteínas Argonauta, además de su papel en la regulación post-transcripcional, pueden también afectar la expresión génica durante la transcripción, el proceso celular que sintetiza ARNm a partir del ADN. En particular, este trabajo muestra por primera vez evidencia de que Argonauta se puede unir a ubicaciones específicas del genoma potenciadoras de la transcripción.

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La activación o el silenciamiento aberrante de los potenciadores pueden afectar la función celular
Cada tipo de células tiene su manera específica de activar los potenciadores para controlar la expresión génica, lo que, en última instancia, determina la identidad celular

Cada tipo de células tiene su manera específica de activar los potenciadores para controlar la expresión génica, lo que, en última instancia, determina la identidad celular. La activación de los potenciadores tiene lugar a través de la unión de factores específicos, así como por múltiples modificaciones químicas de la cromatina, el empaquetamiento del ADN en la célula, empaquetamiento del ADN en cromosomas. La activación o el silenciamiento aberrante de los potenciadores pueden afectar la función celular y conducir hacia la transformación anómala de las células, como por ejemplo sucede en el cáncer.

El trabajo publicado en PNAS  y que combina las ciencias experimentales con las computacionales, describe cómo la proteína Argonauta AGO1 se puede unir a regiones potenciadoras localizadas dentro del gen que activan, y que, por tanto,  afectan directamente la transcripción de ARN.

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Las proteínas Argonautas intervienen en la función celular

En particular, se han utilizado técnicas de secuenciación de alto rendimiento para describir las regiones de cromatina con modificaciones bioquímicas específicas, a fin de saber cuáles interactúan con la proteína Argonauta. Eyras y sus colaboradores han descubierto que la proteína de la familia de las Argonauta,  AGO1, se une, preferentemente, a los potenciadores transcripcionales activos y que esta asociación está mediada por las moléculas de ARN que se producen a partir de los potenciadores activos, también conocidos como ARN potenciador (eRNA). La interacción de la proteína AGO1 con potenciadores se produce dentro del núcleo celular, modelando más allá de su transcripción, el procesamiento del mRNA.

Este trabajo ha sido financiado por la Fundación Sandra Ibarra contra el cáncer y por la Red Europea EURASNET. Ha sido un trabajo colaborativo con participación de investigadores de la UPF, el Centro de Regulación Genómica (CRG), centro participado y adscrito a la UPF, la Universidad de Buenos Aires (Argentina) y el Instituto Max Planck en Göttingen (Alemania).