Contact
El acortamiento y desaparición de los telómeros de los cromosomas está asociado al envejecimiento
Los telómeros son secuencias repetitivas de ADN que se localizan al final de los cromosomas y, normalmente, se acortan cada vez que la célula se divide. Intervienen en la estabilidad del genoma y en el buen funcionamiento de la división celular. En la mayoría de organismos animales la reconstrucción de los telómeros depende de la enzima telomerasa, pero en la mosca Drosophila esta función la realizan dos retrotransposones (elementos móviles que se desplazan de un sitio a otro del genoma), siendo ésta la única excepción conocida hasta el momento. La sorpresa fue descubrir que los retrotransposones fueran los responsables de una función tan trascendente de la vida celular, ya que estos elementos han sido considerados, y todavía hoy lo son, "ADN basura" por carecer aparentemente de función. Desde el hallazgo, buscar nuevos retrotransposones en especies similares a Drosophila melanogaster y entender cómo funciona el mecanismo de retrotransposones, son cuestiones pendientes de la biología del desarrollo. Un estudio realizado por investigadores del Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona) y del Massachussets Institute of Technology (MIT) aporta detalles sorprendentes sobre la evolución y conservación de proteínas clave que intervienen en este sistema.
Los investigadores Mary-Lou Pardue (MIT), Elena Casacuberta y Ferran Azorín (IRB Barcelona), han estudiado el comportamiento de los retrotransposones HeT-A y TART en dos especies de Drosophila que se separaron evolutivamente hace 60 millones de años, D. melanogaster y D. virilis. Los resultados de la investigación se han publicado esta semana en la revista Proceedings of the National Academy of Science (PNAS).
La idea, explica Elena Casacuberta, investigadora ICREA en el IRB Barcelona y principal autora del trabajo, era buscar similitudes genéticas que se hubieran mantenido a lo largo de la evolución en los retrotransposones HeT-A y TART de ambas especies, ya que eso podría arrojar pistas sobre el mecanismo esencial del funcionamiento de los telómeros, así como sobre su evolución.
El mantenimiento del telómero en ambas especies, D. melanogaster y D. virilis, depende de dos proteínas denominadas Gag codificadas por los retrotransposones HeT-A y TART. Para averiguar las similitudes o diferencias evolutivas, los investigadores han comparado la secuencia genética de las dos proteínas en ambas especies y las han intercambiado en células de las dos especies de mosca.
La sorpresa, explica Casacuberta, es que las proteínas siguen dirigiéndose al telómero cuando son intercambiadas de especie, lo que quiere decir que reconocen su papel a pesar de estar en células de una especie ajena. En el caso de la proteína codificada por TART hay algunas diferencias en la función. Pero el hallazgo más asombroso es que la otra proteína, la codificada por HeT-A, es intercambiable entre ambas especies a pesar de mantener sólo un 16% de secuencia idéntica. En general, una diferencia de más del 80% implica cambio de función, pero, en este caso, indica Casacuberta, es posible que se haya mantenido la estructura clave para el funcionamiento del telómero. Esto sugiere, amplía la investigadora, que se ha mantenido durante 60 millones de años este mecanismo y que, a nivel evolutivo, puede suceder que una proteína conserve su función a pesar de que cambie en gran medida su secuencia genética.
La conclusión es relevante porque, normalmente, al comparar las proteínas en estudios evolutivos, se tiende a mirar las similitudes en la secuencia genética antes que la función. Sin embargo, los resultados de este trabajo muestran que esto no tiene por qué ser siempre así. Es posible pensar, aventura Casacuberta, que numerosas proteínas de las que hasta ahora se ha supuesto que no tienen nada en común porque tienen secuencias muy distintas tengan, sin embargo, funciones similares.
Por otro lado, la evolución de las proteínas Gag de HeT-A y TART tiene paralelismos interesantes con la evolución de las proteínas Gag de los retrovirus, como sería el caso del virus del sida. Esta capacidad de mutar y, como se ha visto en este trabajo, mantener la función, ayuda a explicar la habilidad que tiene el VIH para evadir el sistema inmunitario.
El resultado de este trabajo se suma a otros que están replanteando el papel de lo que se ha considerado hasta ahora “ADN basura”, como los retrotransposones y otros elementos sin ninguna función aparente. Quizá, apunta, Casacuberta, "no son tan basura como se ha pensado hasta ahora".
Referencia del artículo:
Elena Casacuberta, Fernando Azorín Marín, and Mary-Lou Pardue
Intracellular targeting of telomeric retrotransposon Gag proteins of distantly related Drosophila species
PNAS, e-pub ahead of print, May 4 (2007)
IRB Barcelona
El Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona) trabaja para conseguir una vida libre de enfermedades. Desarrolla una investigación multidisciplinar de excelencia para curar el cáncer y otras enfermedades vinculadas al envejecimiento. Establece colaboraciones con la industria farmacéutica y los principales hospitales para hacer llegar los resultados de la investigación a la sociedad, a través de la transferencia de tecnología, y realiza diferentes iniciativas de divulgación científica para mantener un diálogo abierto con la ciudadanía. El IRB Barcelona es un centro internacional que acoge alrededor de 400 científicos de más de 30 nacionalidades. Reconocido como Centro de Excelencia Severo Ochoa desde 2011, es un centro CERCA y miembro del Barcelona Institute of Science and Technology (BIST).
