Los biólogos solían pensar que conocían al primo menos famoso del ADN, ARN, pero en las últimas dos décadas ha quedado claro que la molécula guarda muchos más secretos de los que jamás ha revelado. Descubrimientos recientes lo hacen asumir roles nunca antes anticipados en la regulación del funcionamiento de una célula.

Los científicos de Stanford informan en la revista Angewandte Chemie ahora han desarrollado una herramienta que podría ayudar a descubrir algunos de esos secretos, esencialmente ocultando moléculas de ARN del mundo. Lo que esta nueva herramienta revela sobre el ARN podría ayudar a los biólogos a comprender mejor el funcionamiento interno de nuestras células tanto en la enfermedad como en la salud.

"Para mí, el ARN sigue siendo uno de los grandes misterios de la célula, "dijo Eric Kool, el profesor de química George e Hilda Daubert y miembro de Stanford Bio-X y Stanford ChEM-H. "Solíamos pensar en el ARN de manera bastante simple, pero ahora sabemos que hay muchos tipos de ARN, docenas de clases de ARN, y no sabemos qué hace quizás el 90 por ciento de ellos en la celda ".

Para abordar ese problema, Kool; Anastasia Kadina, el primer autor del artículo y un becario postdoctoral en el laboratorio de Kool en el momento en que se realizó la investigación; y la becaria postdoctoral Anna Kietrys desarrollaron lo que ellos llaman encubrimiento de ARN, un simple, Método reversible que podría ayudar a los biólogos a comprender mejor el rango de operaciones desconocidas que realiza el ARN en las células de los seres vivos.

Primo inestable del ADN

Hace apenas 15 o 20 años, los científicos creían que solo había unos pocos tipos de ARN, y que todos tenían un objetivo:leer el código genético escrito en el ADN y usarlo para construir las proteínas que todos los seres vivos necesitan para sobrevivir. Tiempo extraordinario, sin embargo, quedó claro que había otros tipos de ARN que no solo leían genes y construían proteínas, sino que lo que estaban haciendo era una incógnita.

El reto, los investigadores encontraron, Fue que lo mismo que hace que el ARN sea tan multifuncional e interesante también hace que trabajar con él sea profundamente frustrante. Reaccionará con casi cualquier cosa:una pequeña molécula, una enzima o incluso a sí misma, lo que significa que se romperá con el menor toque, o simplemente enroscarse en una bolita sin previo aviso. Como resultado, es difícil mantener estables las muestras de ARN, y mucho menos tenerlos bajo suficiente control para estudiarlos.

Esconder el ARN debajo de una manta química

La solución, el equipo encontró, era ocultar el ARN de otras moléculas usando una capa química especial, uno que cubriera el ARN sin doblarse, romper o alterar de otro modo la estructura de la molécula subyacente.

"Es como tirarle una manta, "Kool dijo, "como la capa de invisibilidad de Harry Potter." La sustancia química oculta el ARN de las proteínas, enzimas y otras moléculas. La manta en sí está hecha de un pariente químico de la vitamina B3 que el laboratorio ha estado desarrollando durante los últimos años. Basado en ese trabajo, Kadina trabajó para encontrar las condiciones adecuadas:la temperatura adecuada, la combinación correcta de líquidos para mezclar con el agente de encubrimiento y así sucesivamente, para que la capa química cubra la mayor parte o la totalidad de una molécula de ARN.

Para entender realmente qué hacen las moléculas de ARN específicas, sin embargo, A los investigadores les gustaría poder apagar y encender las reacciones de ARN, es decir, necesitan poder quitarse la manta, también. Así que Kadina también desarrolló un método de desenmascaramiento que devuelve el ARN a su anterior, yo rebelde. Crucialmente, tanto el encubrimiento como el desenmascaramiento funcionan independientemente del tamaño de una molécula de ARN, algo que antes no era posible, Dijo Kool.

Estudiando ARN en el mundo real

Debido a su reversibilidad y flexibilidad, El encubrimiento de ARN podría ayudar a los investigadores a estudiar no solo las funciones de una amplia gama de moléculas de ARN, en teoría, cualquier molécula de ARN, sino también cómo el momento de las reacciones de ARN afecta esas funciones. Todavía, una de las aplicaciones potenciales más urgentes es una de las más simples:simplemente mantener el ARN estable en un laboratorio durante períodos prolongados de tiempo, algo que el encubrimiento de ARN podría hacer muy bien.

Luego, "queremos trasladarnos a sistemas vivos, "Kool dijo, y utilizar el encubrimiento y el desenmascaramiento para estudiar la función de determinadas moléculas de ARN en las células. Aproximadamente, la idea es cubrir el ARN con una manta protectora en el laboratorio, inyectarlo en una célula viva, luego descúbrelo, activando cualquier función celular que controle esa pieza de ARN. Los miembros del equipo deberán demostrar que su agente de desenmascaramiento no daña las células que están tratando de estudiar. pero el método podría ayudar a los biólogos a comprender mejor cómo funcionan las reacciones de ARN. Los investigadores también están buscando formas de localizar los efectos de una capa de ARN en un tejido o ubicación específicos en una muestra biológica.

A más largo plazo, Kool dijo, El encubrimiento de ARN podría convertirse en una herramienta estándar para los biólogos. El método es simple en comparación con otras herramientas desarrolladas a lo largo de los años para controlar el ARN, por lo que sería fácil para los no especialistas aprender y utilizar en sus laboratorios.