Las células humanas se dividen y crean nuevas células a lo largo de la vida. En este proceso, Se necesita un suministro constante, incluso rítmico, de bloques de construcción de ADN para crear ADN nuevo. Ahora, los investigadores de la Universidad de Copenhague son los primeros en mostrar exactamente cómo las células humanas regulan este proceso para que no falle y cause enfermedades. Los investigadores también muestran cómo pueden manipular el ritmo y sugieren cómo se puede utilizar en el futuro para matar las células cancerosas. El estudio se publica en Ciencias .

El nuevo ADN se genera en las células humanas a partir de pequeños bloques de construcción llamados nucleótidos producidos por una enzima llamada RNR. Hasta ahora, no hemos entendido completamente cómo exactamente el ritmo RNR y la presencia de la cantidad correcta de nucleótidos se alinean con el ritmo de la replicación del ADN.

Ahora, Investigadores de la Facultad de Ciencias Médicas y de la Salud de la Universidad de Copenhague han cartografiado el flujo y la regulación de los nucleótidos. El flujo sigue el mismo ritmo que la replicación del ADN, y cuando no lo hace, las células regulan el proceso para alinear los dos.

"Podemos ver que estos procesos siguen el mismo ritmo periódico. Encontramos un mecanismo que ralentiza instantáneamente la replicación del ADN cuando la RNR, la fábrica de nucleótidos, se sale de ese ritmo, pero mucho antes de que el suministro de nucleótidos sea críticamente bajo, dice el profesor Jiri Lukas y director ejecutivo del Centro de Investigación de Proteínas de la Fundación Novo Nordisk.

Bloques de construcción poniéndose al día

Los grupos de investigación dirigidos por los profesores Jiri Lukas y Chunaram Choudhary encontraron que la célula reacciona incluso a pequeños cambios en el flujo de nucleótidos. Si la producción flaquea, una señal química que consiste en especies reactivas de oxígeno (ROS) difunde el mensaje para ralentizar la replicación del ADN.

Su trabajo de investigación; publicado hoy en la revista Ciencias , informa que dicha comunicación entre el suministro de nucleótidos y la velocidad de replicación del ADN es posible gracias al hecho de que todos los sitios del genoma humano que copian activamente el ADN contienen una proteína llamada PRDX2 que detecta esta alerta química.

Cuando esto pasa, la proteína PRDX2 libera un acelerador llamado TIMELESS del ADN, y esta liberación ralentiza el ritmo con el que las células hacen frente a su ADN. Las replicaciones de ADN más lentas permiten que la producción de nucleótidos se recupere y vuelva al mismo ritmo con la síntesis de ADN. Debido a esto, casi siempre hay suficientes nucleótidos para construir el ADN, lo que a su vez es de vital importancia para copiar los genomas sanos sin errores.

La alta velocidad mata el cáncer

Este hallazgo arroja luz sobre varias enfermedades, pero es especialmente importante en relación con el cáncer. Los investigadores demuestran que pueden desactivar la señal química que alerta a las células sobre problemas con la producción de nucleótidos. En tales condiciones, las células no pueden ralentizar el proceso de replicación, y los investigadores proponen que esto impediría la proliferación de células cancerosas porque son particularmente vulnerables a una alta velocidad de replicación.

"Descubrimos que las células cancerosas copian su ADN con bastante lentitud, porque tienen genomas anormales y la replicación del ADN tiene que superar muchos obstáculos. Cuando eliminamos su capacidad para copiar sus genomas lentamente, las células cancerosas mueren porque no pueden hacer frente a demasiados golpes en sus plantillas de ADN, "dice Kumar Somyajit, Post.Doc y primer autor del estudio.