En genética, El ADN siempre ha sido la estrella del espectáculo, pero los científicos ahora están descubriendo los roles cruciales de un jugador menos conocido:la transferencia de ARN.

Un nuevo enfoque revela detalles estructurales de la transferencia de ARN, o ARNt, que puede tener efectos profundos en la fisiología de las células, El investigador del Instituto Médico Howard Hughes (HHMI), Matthew Waldor, y sus colegas informan el 8 de junio de 2020, en el diario Biología química de la naturaleza . Su equipo identificó modificaciones químicas del ARNt en la bacteria que causa el cólera, Vibrio cholerae. El trabajo podría ayudar a los científicos a crear nuevas terapias para una amplia gama de enfermedades infecciosas, él dice.

"Creo que hay profundas implicaciones para el desarrollo de nuevos fármacos, "dice Waldor, microbiólogo del Hospital Brigham and Women's. Tales drogas, por ejemplo, podría bloquear las modificaciones del ARNt que son cruciales para el crecimiento de bacterias que causan enfermedades. Y lo que es más, los tratamientos serían específicos de la especie:se enfocarían solo en el patógeno, sin dañar al huésped humano.

Waldor le da crédito al bioquímico Satoshi Kimura, un investigador postdoctoral en su laboratorio, con el reconocimiento del potencial para caracterizar el ARNt en patógenos. "Satoshi llegó con una experiencia increíblemente sólida en bioquímica de ARNt, y se dio cuenta de que, Guau, ni siquiera sabemos cuál es la composición química de los ARNt en Vibrio cholerae ". De hecho, los detalles del ARNt se han caracterizado completamente en solo un puñado de bacterias; ahora, V. cholerae es el primer patógeno de esa lista.

El trabajo del equipo refleja una tendencia más amplia en genética, en el que las muchas funciones de los ARN se están enfocando más claramente. En el colegio, los estudiantes aprenden lo que se conoce como el dogma central de la genética:el ADN lleva los planos genéticos, compuesto por moléculas abreviadas como A, T, GRAMO, y C. se copia el ADN, o transcrito, en ARN mensajero (que usa U en lugar de T). Ese ARN se traduce en los aminoácidos que forman las proteínas. Generalmente, los estudiantes no escuchan mucho sobre la molécula responsable de esa traducción, ARNt.

"Pero el ARNt es mucho más complicado que el ADN o el ARNm, "Dice Waldor." En lugar de solo A, GRAMO, C, y tú, tiene otros bloques de construcción. Tiene unos con nombres extraños ". (Como queuosina y lisidina, por ejemplo.) Y en los últimos años, Los científicos han comenzado a aprender cuán importante y flexible es el ARNt.

"Los ARN de transferencia son moléculas esenciales en la traducción, "Dice Kimura. Llevan bloques de construcción de aminoácidos y los transfieren uno por uno a las cadenas de proteínas en crecimiento. Todos los organismos tienen moléculas de ARNt que transportan aminoácidos específicos. Estos ARNt están decorados con complementos químicos, o modificaciones, que afectan su función.

Algunas modificaciones son esenciales para el crecimiento bacteriano. Las mutaciones que juegan con estas modificaciones pueden matar al organismo. Sabiendo esto Kimura y Waldor decidieron buscar modificaciones del ARNt que pudieran potencialmente usarse contra V. cholerae. Se asociaron con Pete Dedon, un ingeniero biológico en el Instituto de Tecnología de Massachusetts, cuya investigación adopta enfoques químicos para comprender la biología de los ácidos nucleicos en las enfermedades.

Para perfilar rápidamente las modificaciones del ARNt, el equipo combinó dos métodos ya en uso, Espectrometría de masas de ARN y secuenciación de ARNt. El método combinado reveló no solo un nuevo tipo de modificación del ARNt (llamado acacp3U) en V. cholerae, sino también un proceso bioquímico completamente nuevo en el que la citidina ("C") se cambia a pseudouridina, una variación de U. Se necesitará más trabajo para determinar si estas modificaciones se pueden aprovechar como objetivos para nuevos tratamientos contra el cólera.

Estos hallazgos sugieren que "nuestra comprensión del universo de modificaciones químicas es extremadamente simple en este punto, ", Dice Waldor." Realmente estamos en el comienzo de nuestro conocimiento tanto de la naturaleza química de las modificaciones del ARNt como de su importancia fisiológica ".