Fusionar o no fusionar. .. – Ciencia diaria

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Fusionar o no fusionar …

En un artículo publicado en la revista ARN, Karan Bedi, bioinformática del laboratorio de Mats Ljungman, Departamento de Oncología Radioterápica de la Facultad de Medicina de la Universidad de Michigan, estudió la eficiencia del empalme entre diferentes tipos de células humanas. Los resultados fueron sorprendentes ya que el proceso de empalme parece ser bastante ineficaz, dejando la mayoría de las secuencias intrónicas intactas a medida que se sintetizan las transcripciones. El estudio también informa patrones variables entre diferentes intrones dentro de un gen y entre líneas celulares y subraya aún más la complejidad de cómo se procesan las nuevas transcripciones en ARNm maduros.

Se producen varios procesos para producir ARNm maduros que pueden exportarse al citoplasma y usarse como plantilla para la síntesis de proteínas. Después del inicio de la transcripción y el alargamiento para producir el pre-ARNm, los intrones deben separarse y los exones que codifican las proteínas deben unirse. Inicialmente, el pre-ARNm consiste en una secuencia de ADN complementaria pero con una química ligeramente diferente e incluye todos los intrones. Luego, la maquinaria de espliceosoma, compuesta por unas 300 proteínas, se ensambla “co-transcripcionalmente” en cada unión intrónica a medida que el ARN emerge de su síntesis. “El empalme es un proceso increíblemente complejo debido a la gran cantidad de proteínas involucradas que tienen que ensamblarse y desmontarse repetidamente en cada unión. Además, la velocidad a la que la transcripción genera ARN es bastante rápida, por lo que el proceso de empalme debe estar bien organizado. Muchos los pasos pueden salir mal y dar lugar a diversas patologías, por lo que es tan importante tener una mejor comprensión de cómo se produce el empalme y cómo se regula “, dijo Bedi.

El equipo comenzó el estudio analizando el gran conjunto de datos de Bru-seq que el laboratorio de Ljungman ha acumulado durante los últimos 10 años y establecido en seis líneas celulares que tenían datos lo suficientemente profundos para un análisis integral de la eficiencia de empalme a nivel del genoma. La tecnología Bru-seq se desarrolló en el laboratorio de Ljungman y se basa en la captura selectiva de ARN recién sintetizado marcado con bromouridina. Una vez recolectados, los ARN incipientes marcados con Bru se secuenciaron en el Núcleo de Genómica Avanzada de la Universidad de Michigan, y Bedi utilizó una tubería de análisis computacional diseñada a medida para analizar las eficiencias de empalme entre estos conjuntos de datos.

“Es necesario poder utilizar muestras con suficiente profundidad de lectura para analizar las eficiencias de empalme en las uniones entre intrones y exones”, explicó Bedi. Para hacer esto, combinó datos de secuenciación de muchos experimentos.

Además de las 300 proteínas que eliminan los intrones, otros factores reguladores participan en el proceso de empalme. Los autores identificaron una serie de proteínas de unión a ARN que se ha demostrado que tienen diversos grados de unión a intrones, exón o unión entre ellos.

Bedi terminó su entrevista con una pregunta desconcertante abierta a la investigación: para tener una proteína, la célula necesita ARNm que estén correctamente unidos. ¿Por qué, entonces, la célula debería desperdiciar tanta energía en la producción de ARN que están débilmente unidas? Ljungman señala que la inclusión de intrones en nuestros genes cumplió un propósito importante durante la evolución de eucariotas superiores, ya que permitió una mayor diversidad de proteínas al “codificar” las secuencias codificantes del exón. “Si el empalme fuera completamente preciso y eficiente cada vez, la diversidad de las secuencias codificantes de proteínas sería mucho menor y, por lo tanto, creemos, la evolución debe haber modelado algún grado de ‘desprendimiento’ en el proceso de empalme. Es el genoma más completo. Amplio estudio de corte y empalme de co-transcripción hasta la fecha y claramente documenta la variabilidad del proceso de empalme entre genes y tipos de células ”, agregó Ljungman.

El empalme es un área de investigación en la que aún queda mucho por explorar y descubrir. Cuestiones de biología fundamental y desarrollo tecnológico van de la mano para encontrar respuestas que contribuyan a la comprensión del proceso de empalme y al desarrollo de tratamientos para diversas enfermedades causadas por empalmes aberrantes.

Mats Ljugman es profesor de oncología radioterápica y ciencias de la salud ambiental y director del laboratorio Bru-Seq. También es codirector del Centro de ARN de Biomedicina de la Universidad de Michigan, del cual el laboratorio Bru-Seq es una de sus dos instalaciones principales. Las áreas de especialización de este laboratorio son el aislamiento de ARN, la preparación de bibliotecas de ADNc y el análisis de datos de secuenciación. El laboratorio Bru-Seq sirve a investigadores de la Universidad de Michigan y otras instituciones en los Estados Unidos y en todo el mundo.

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por Universidad de Michigan. Nota: el contenido se puede cambiar por estilo y longitud.

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