Se ha diseñado un código molecular sintético llamado 'Bi-PIP' que incluye un inhibidor de un bromodominio lector epigenético y poliamidas de pirrolimidazol de unión selectiva al ADN. El Bi-PIP escribió un código epigenético biomimético que emulaba el proceso de acetilación de histonas naturales sobre un nucleosoma objetivo y activó genes precisos dentro de las células vivas. Crédito:SaiPadma Priya
Un equipo de investigadores en Japón desarrolló un código molecular sintético para la activación de genes. El proceso, descrito en el Revista de la Sociedad Química Estadounidense , podría conducir a futuras terapias basadas en genes para una amplia gama de enfermedades.
En particular, el código podría ayudar a combatir las mutaciones epigenéticas, que cambian la forma en que los genes se expresan y pueden desempeñar un papel fundamental en trastornos neurodegenerativos como la enfermedad de Parkinson, Enfermedad de Alzheimer y esclerosis múltiple.
Ganesh Pandian Namasivayam e Hiroshi Sugiyama del Instituto de Ciencias Integradas del Material Celular de la Universidad de Kyoto y sus colegas fabricaron un código molecular que imita un proceso clave que activa los genes en el cuerpo. El código apunta a las histonas, las proteínas que son responsables de empaquetar el ADN para que encaje dentro del núcleo de una célula.
Una hebra de ADN desenrollada tendría unos dos metros de largo. Para caber dentro de las celdas, El ADN está fuertemente envuelto alrededor de las histonas. Cuando las histonas se someten a un proceso químico llamado acetilación, se añade un grupo acetilo a parte de su estructura. Esto afloja la unión del ADN a las proteínas, lo que conduce a la activación de genes.
Los científicos han estado investigando formas de influir en la acetilación de histonas para manipular la activación de genes, pero los métodos actuales tienen sus deficiencias. Por ejemplo, Algunas moléculas sintéticas se degradan fácilmente por las enzimas del cuerpo. Otros son inconsistentes en su capacidad para activar genes.
Imagen esquemática. Crédito:Izumi Mindy Takamiya
Junichi Taniguchi, el primer autor del estudio, desarrolló un programa molecular que recluta una enzima acetiladora de histonas en una parte específica de una cadena de ADN. El programa, llamado Bi-PIP, está formado por dos componentes:un inhibidor de bromodominio, que recluta un tipo específico de enzima histona acetiltransferasa; y una molécula sintética en forma de horquilla que reconoce una secuencia de ADN específica.
El código logró emular el proceso natural de acetilación de histonas y condujo a la activación de un gen específico asociado con el sistema nervioso central dentro de las células vivas. Sin embargo, los investigadores señalan que se necesita más trabajo para mejorar la selectividad genética de Bi-PIP. Este trabajo se suma a una biblioteca de reguladores genéticos de moléculas pequeñas que podrían formar la base de la epigenómica y las futuras terapias génicas para tratar los trastornos neurodegenerativos multifactoriales.
