Una investigación en la Universidad de York ha revelado que los genes están controlados por "nano balones de fútbol", estructuras que parecen balones de fútbol pero 10 millones de veces más pequeñas que una pelota promedio.

Al colocar diminutas sondas brillantes en los factores de transcripción (sustancias químicas especiales dentro de las células que controlan si un gen se enciende o se apaga), los investigadores obtuvieron una nueva visión notable de la forma en que se controlan los genes.

Crucialmente, descubrieron que los factores de transcripción no operan como moléculas únicas como se pensaba anteriormente, pero como un cúmulo esférico parecido a un balón de fútbol de alrededor de siete a diez moléculas de aproximadamente 30 nanómetros de diámetro.

El descubrimiento de estos nano balones de fútbol no solo ayudará a los investigadores a comprender mejor las formas básicas en que operan los genes, pero también puede proporcionar información importante sobre los problemas de salud humana asociados con una variedad de diferentes trastornos genéticos, incluido el cáncer.

La investigación, con el apoyo del Consejo de Investigación en Biotecnología y Ciencias Biológicas (BBSRC) y publicado en eLife fue realizada por científicos de la Universidad de York, y la Universidad de Gotemburgo y la Universidad Tecnológica de Chalmers, Suecia. Los investigadores emplearon microscopía avanzada de súper resolución para observar los nano balones de fútbol en tiempo real. utilizando el mismo tipo de células de levadura que se utilizan para hornear y elaborar cerveza.

Profesor Mark Leake, Catedrático de Física Biológica de la Universidad de York que dirigió el trabajo, dijo:"Nuestra capacidad de ver el interior de las células vivas, una molécula a la vez, es simplemente impresionante.

"No teníamos idea de que descubriríamos que los factores de transcripción operaban de esta manera agrupada. Todos los libros de texto sugirieron que se usaban moléculas individuales para activar y desactivar genes". no estos locos nano balones de fútbol que observamos ".

El equipo cree que el proceso de agrupación se debe a una ingeniosa estrategia de la célula para permitir que los factores de transcripción lleguen a sus genes diana lo más rápido posible.

El profesor Leake dijo:"Descubrimos que el tamaño de estos nano balones de fútbol coincide notablemente con los espacios entre el ADN cuando se aprieta dentro de una célula. Como el ADN dentro de un núcleo está realmente comprimido, se obtienen pequeños espacios entre hebras separadas de ADN que son como la malla de una red de pesca. El tamaño de esta malla está muy cerca del tamaño de los nano balones de fútbol que vemos.

"Esto significa que los nano balones de fútbol pueden rodar a lo largo de segmentos de ADN pero luego saltar a otro segmento cercano. Esto le permite al nano balompié encontrar el gen específico que controla mucho más rápidamente que si no fuera posible el nano salto. En otras palabras, las células pueden responder lo más rápido posible a las señales del exterior, lo cual es una enorme ventaja en la lucha por la supervivencia ".

Los genes están hechos de ADN, la llamada molécula de la vida. Desde el descubrimiento de que el ADN tiene forma de doble hélice, hecho en la década de 1950 por investigadores pioneros en biofísica, Se ha aprendido mucho sobre los factores de transcripción que pueden controlar si un gen está encendido o apagado. Si un gen está encendido, La maquinaria molecular especializada en la célula lee su código genético y lo convierte en una sola molécula de proteína. Entonces se pueden fabricar miles de diferentes tipos de moléculas de proteínas, y cuando interactúan, pueden impulsar la construcción de todas las estructuras notables que se encuentran dentro de las células vivas.

El proceso de controlar qué genes se activan o desactivan en un momento determinado es fundamental para toda la vida. Cuando sale mal esto puede provocar graves problemas de salud. En particular, El cambio disfuncional de genes puede resultar en células que crecen y se dividen incontrolablemente, que en última instancia puede conducir al cáncer.

Esta nueva investigación puede ayudar a proporcionar información sobre los problemas de salud humana asociados con una variedad de diferentes trastornos genéticos. Las próximas etapas serán extender esta investigación a tipos de células más complicados que la levadura y, en última instancia, a las células humanas.