Los microARN (miARN) son pequeños ARN no codificantes conservados evolutivamente, es decir, fragmentos de código genético que sirven como reguladores genéticos críticos en muchos aspectos de los procesos biológicos importantes para la salud humana. Debido a su papel esencial en la regulación genética, los miARN están estrictamente regulados, y las expresiones anormales de miARN se han relacionado con el cáncer, desórdenes neurológicos, enfermedades cardiovasculares, y otras enfermedades.

Comprender cómo se regulan los miARN ha sido el foco de un intenso estudio reciente. A través de los años, Los científicos han descubierto múltiples reguladores de proteínas de las vías celulares de biogénesis de miARN, ya menudo se percibe que estos factores proteicos actúan sobre los intermediarios de procesamiento de miARN en gran medida pasivos para dirigir su maduración. Ahora, el laboratorio de Qi Zhang, Doctor., profesor asociado en el Departamento de Bioquímica y Biofísica de la UNC, descubrió un nuevo mecanismo centrado en el ARN mediante el cual los intermediarios de procesamiento de miARN pueden jugar directamente, papeles activos en la regulación de la biogénesis de miARN.

Estos hallazgos, publicado en la revista Biología química de la naturaleza , revelan que una capa 'oculta' de regulación mediante la cual el conjunto dinámico intrínseco de los intermedios de procesamiento de miARN puede dirigir el resultado de importantes procesos biológicos en respuesta a estímulos ambientales y celulares en ausencia de factores proteicos. Si estos procesos salen mal, entonces podría resultar una enfermedad. Comprender las funciones de los miARN en la enfermedad es un paso necesario para encontrar nuevas rutas hacia mejores terapias.

MicorRNA-21 (miR-21) está involucrado en la creación, progresión, metástasis de tumores cancerosos, y está involucrado en la supervivencia celular. Cuando el laboratorio de Zhang estudió el miR-21 utilizando la dispersión de relajación de RMN, una técnica de imagen avanzada capaz de detectar estados transitorios escasamente poblados que a menudo evaden las técnicas de detección convencionales, descubrieron que el precursor del miR-21 existe como un conjunto de estados conformacionales dinámicos. que es sorprendentemente sensible a la acidez del ambiente.

Descubrieron que, a través de condiciones fisiológicas, alrededor del 1-15% del precursor de miR-21 lleva un protón adicional, la modificación química más pequeña conocida como protonación. Con una vida útil de aproximadamente 0,8 milisegundos, este estado protonado secuestra un residuo clave en una nueva estructura que mejora sustancialmente la eficiencia de procesamiento del precursor en miR-21 maduro.

Con estas poderosas técnicas de "imágenes", Los científicos ahora pueden revelar estados de ARN transitorios como las capas 'ocultas' de regulación, incluido un estado de riboswitch fugaz importante para controlar la transcripción de genes, un estado que el laboratorio de Zhang descubrió en 2017.

"Creemos que estas técnicas son más prometedoras para nuevas estrategias para crear terapias dirigidas al ARN, "dijo Zhang, miembro del UNC Lineberger Comprehensive Cancer Center. "Y ese es nuestro objetivo; necesitamos mejores terapias dirigidas para muchas enfermedades, incluido el cáncer".