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  • Información sobre un pegamento molecular de alto rendimiento que mantiene unido el ADN

    Un nuevo estudio promete responder preguntas sobre cómo se empaqueta el ADN en los espermatozoides, que se encuentran entre las células más pequeñas del cuerpo humano encargadas de transportar la mitad del material genético de una persona.Crédito:Shutterstock

    Investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología de Daegu Gyeongbuk proponen un mecanismo por el cual la proteína protamina modula el empaquetamiento del ADN en los espermatozoides. Los hallazgos podrían tener implicaciones para el desarrollo de vacunas contra el cáncer y las infecciones virales.

    La pandemia de COVID-19 ha llevado las vacunas de ARN a la vanguardia de la atención pública. Las rápidas mutaciones del virus y la urgente necesidad de controlar su propagación han hecho que los investigadores estén interesados ​​en encontrar formas de diseñar vacunas más eficientes para empaquetar y entregar la información que necesita el sistema inmunológico. Los pegamentos moleculares proporcionan una forma de condensar, inactivar, y proteger material genético como ADN y ARN para la formulación de vacunas. Protamina una proteína que regula el empaquetado del ADN en los espermatozoides, es uno de esos pegamentos moleculares. Pero hasta ahora ha habido poca comprensión del mecanismo subyacente a la condensación del ADN inducida por protamina.

    En un estudio reciente publicado en ACS Nano , un grupo de investigadores dirigido por el profesor Yoonhee Jang del Instituto de Ciencia y Tecnología Daegu Gyeongbuk, Corea y el profesor Yves Lansac del laboratorio GREMAN CNRS en el Departamento de Física, Universidad de Tours, Francia desarrolló un modelo para comprender la condensación y descondensación del ADN inducida por protamina en soluciones semidiluidas. Descubrieron que la protamina formaba puentes transitorios entre el ADN, que indujo la atracción y permitió la compactación del ADN en haces. Descubrieron además que 'sobrecargar' la solución con protamina extinguía la atracción, que conduce a la descondensación del ADN.

    "Al llevar a cabo una simulación idealizada que incorporó solo interacción electrostática y estérica, pudimos demostrar que la condensación del ADN se regula de manera reversible modulando la relación entre la protamina cargada positivamente y el ADN cargado negativamente. Este resultado proporciona una demostración explícita de la proposición a largo plazo de que el empaquetado de ADN se basa de manera crucial en la naturaleza no específica de la interacción electrostática, "explica el profesor Jang. Los resultados de sus simulaciones se correspondían con observaciones experimentales realizadas en laboratorio.

    Comprender el mecanismo de la condensación del ADN inducida por protamina podría proporcionar información valiosa sobre el desarrollo de los espermatozoides y su fertilidad relacionada. Es más, Los principios básicos de diseño que subyacen al mecanismo de condensación del ADN inducida por protamina podrían utilizarse para ajustar la formulación de vacunas y otras terapias basadas en genes. Según el profesor Lansac, "Las vacunas de ARNm recientes para prevenir infecciones virales y cánceres utilizan protamina como agentes de empaquetado / desempaquetado. Por lo tanto, este trabajo puede extenderse para estudiar el empaquetado / desempaquetamiento de ARNm controlado por derivados de protamina ".

    El último arte subcelular de empaquetar ADN de 2 metros de largo en una célula humana es ahora comprensible a través de los milagros de la ciencia. que promete ser de valor para futuros descubrimientos. Como observa el profesor Jang, "Creemos que comprender y simular los principios de nivel molecular que subyacen a procesos tan fascinantes y dinámicos como el empaquetado del ADN no solo nos acercará un paso más a desentrañar el origen de la vida, pero también tienen aplicaciones en varios otros campos como la medicina, materiales y energía ".


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