Las planarias son gusanos planos con la extraordinaria capacidad de restaurar partes de su cuerpo heridas o faltantes. Se sabe desde hace mucho tiempo que un grupo particular de proteínas, conocidas como proteínas PIWI, son esenciales para esta capacidad de regeneración. Un equipo de investigadores de la Universidad de Bayreuth dirigido por el bioquímico Dr. Claus Kuhn ahora revela información sobre el modo de acción de estas proteínas con más detalle. En el diario Genes y desarrollo , los científicos presentan sus resultados de investigación, que prometen avanzar en la comprensión molecular de los procesos de regeneración.

Protección de la información genética

Grupos de investigación de todo el mundo están investigando la asombrosa capacidad regenerativa de las planarias. Su trabajo ha sido revolucionado por la combinación de métodos bioquímicos con técnicas de alto rendimiento acopladas a la bioinformática. El estudio de Bayreuth se centra en Schmidtea mediterranea , la especie modelo planaria que se estudia mejor. Sus células madre contienen las proteínas SMEDWI-2 y SMEDWI-3. Sin estas proteínas del grupo de proteínas PIWI, los gusanos planos no pueden regenerarse, y mucho menos seguir siendo viable. Los investigadores de Bayreuth descubrieron que las dos proteínas antes mencionadas se unen a ARN pequeños, conocido como piRNA. Esto permite a este último reconocer y degradar genes saltarines (transposones). En tono rimbombante, los genes saltarines tienen el hábito de cambiar constantemente su posición dentro del genoma, desencadenando así mutaciones. Al degradar los transposones y volverlos inofensivos, Los piRNA hacen una contribución importante a la estabilidad de la información genética, especialmente en células madre planarias. De esta manera, Los científicos están ahora más cerca de comprender cómo las células madre de las planarias mantienen la flexibilidad necesaria para regenerar partes del cuerpo sin destruirse a sí mismas al mismo tiempo.

"Los piRNA tienen este efecto estabilizador en los seres humanos, también, pero solo ocurren en nuestras células germinales. Planarias, a diferencia de, tienen un gran número de piRNA en células madre pluripotentes adultas, que pasan a diferenciarse y desarrollarse en varios tipos de tejidos. Las planarias son, por tanto, un organismo modelo ideal para investigar el modo de acción de los piRNA, "dice el Dr. Claus Kuhn.

Otra función de los piRNA:degradación de los RNA mensajeros

Es más, Los investigadores de Bayreuth han descubierto otra función para SMEDWI-3:algunos piRNA a los que SMEDWI-3 se une para no apuntar posteriormente a los genes saltarines, sino que reconocen los mRNA. Estas moléculas, también conocido como "ARN mensajero, "contienen información para la síntesis de proteínas. En algunos casos, son degradados por los piRNA unidos a SMEDWI-3, en otros casos, solo están sujetos a SMEDWI-3 y posiblemente incluso estén protegidos de la degradación.

"Nos sorprendió mucho encontrar esta función adicional de SMEDWI-3, que se produce independientemente de la degradación de los genes saltarines. Parece posible que algunos piRNA unidos a SMEDWI-3 se utilicen para la degradación de mRNA porque esto mantiene a las células madre en un estado más estable de pluripotencia. Es concebible que la pluripotencia se vea comprometida si hay demasiado ARN mensajero disponible y se utiliza para la síntesis de proteínas. Sin embargo, todavía no está claro cuál es el propósito final de la unión de SMEDWI-3 a los ARN mensajeros, cuando no conduce a la degradación del ARN. Esto es lo que esperamos descubrir en el futuro, "dice Iana Kim, primer autor del nuevo estudio y estudiante de doctorado en el laboratorio del Dr. Claus Kuhn.