Las moléculas llamadas endosiRNA nos ayudan a evitar el caos genético, según un nuevo estudio de un equipo del Instituto Babraham. Gran parte del genoma humano contiene fragmentos de ADN llamados transposones, una forma de parásito genético. Cuando está activo, los transposones pueden dañar los genes, por lo que es importante mantenerlos inactivos. Al principio del ciclo de vida humano, controlar los transposones es particularmente difícil. Esta última investigación, publicado hoy en Célula madre celular revela cómo los endosiRNA mantienen nuestros genes seguros durante esta etapa vulnerable.

Transposones, también llamados elementos transponibles, son virus antiguos que se han convertido en parte permanente de nuestros genes. Aproximadamente la mitad del genoma humano está formado por transposones, muchos están dañados, pero algunos pueden volverse activos. Los transposones activos pueden ser dañinos porque se mueven por el genoma. Cuando los transposones se mueven, pueden dañar los genes, conduciendo a enfermedades genéticas y desempeñando un papel en algunos cánceres.

Los marcadores químicos en el ADN llamados metilaciones pueden mantener inactivos a los transposones. Las células suelen utilizar metilaciones para inactivar fragmentos de ADN, ya sean genes o transposones. Todavía, en cada nueva generación, la mayoría de las metilaciones se borran y renuevan temporalmente mediante un proceso llamado reprogramación epigenética. Esto significa que, Durante la producción de espermatozoides y óvulos, hay un corto período de tiempo en el que las metilaciones no controlan la actividad de los transposones. dejándolos libres para dañar genes y mezclar ADN.

Los nuevos hallazgos muestran que los transposones se activan cuando las células borran la metilación del ADN y son apagados por el sistema endosiRNA. Al igual que los genes activos, los transposones activos producen mensajes en forma de moléculas de ARN, que tienen muchas similitudes con el ADN. El estudio revela que las células pueden detectar estos mensajes de ARN de transposones y usarlos para crear ARN de interferencia pequeños endógenos específicos (endosiARN). Los endosiRNA luego actúan como una trampa que permite que una proteína llamada Argonaute2 (Ago2) busque y destruya los mensajes de transposones antes de que causen algún daño.

Hablando sobre el autor principal de la investigación en el artículo, Dra. Rebecca Berrens, dijo:"La reprogramación epigenética juega un papel vital en limpiar el genoma al comienzo del desarrollo, pero deja a nuestros genes vulnerables. Comprender la carrera armamentista entre nuestros genes y la actividad de los transposones ha sido una cuestión de larga data en biología molecular. Ésta es la primera evidencia de que los endosiRNAs moderan la actividad de los transposones durante la desmetilación del DNA. Los endosiRNA proporcionan una primera línea de defensa contra los transposones durante la reprogramación epigenética ".

Los efectos de los transposones activos varían, a menudo no tienen ningún efecto, sólo ocasionalmente alterarán un gen importante. Todavía, los transposones pueden afectar a casi cualquier gen, potencialmente conduciendo a diferentes tipos de enfermedades genéticas. Estudiar el control de transposones, se suma a nuestra comprensión de las muchas formas en que pueden afectar la salud humana.

Los transposones se encuentran dentro de los genes y se leen en la dirección opuesta al gen circundante. Es esta disposición la que permite a las células identificar los mensajes de ARN de los transposones. Los mensajes de ARN leídos del mismo fragmento de ADN en direcciones opuestas son complementarios, lo que significa que pueden unirse para formar una estructura llamada ARN bicatenario (dsRNA), que inicia la creación de endosiRNAs.

Científico senior en el papel, Profesor Wolf Reik, Jefe del Laboratorio de Epigenética del Instituto Babraham, dijo:"Los transposones constituyen una gran parte de nuestro genoma y mantenerlos bajo control es vital para la supervivencia. Si no se controla, su capacidad para moverse por el genoma podría causar un daño genético extenso. Comprender los transposones nos ayuda a entender lo que sucede cuando activarse y si hay algo que podamos hacer para prevenirlo ".

Gran parte de esta investigación se llevó a cabo utilizando células madre embrionarias cultivadas en el laboratorio, que había sido modificado genéticamente para carecer de metilaciones de ADN. La reprogramación epigenética natural ocurre en las células germinales primordiales, las células que producen los espermatozoides y los óvulos, pero estos son más difíciles de estudiar. Los investigadores utilizaron células germinales primordiales para verificar los resultados clave de su estudio de las células madre.