"El verdadero viaje de descubrimiento no consiste en buscar nuevos paisajes, sino en tener ojos nuevos ".

Los científicos darían fe de esta afirmación porque la búsqueda científica tiene el hábito de ofrecer descubrimientos fortuitos si pensamos las cosas de manera diferente.

En el laboratorio de Arati Ramesh en el NCBS, al equipo le encanta espiar la estructura y secuencia de los ácidos ribonucleicos (ARN; moléculas que descifran el código genético de un organismo en mensajes de proteínas). Durante uno de esos casos, Los estudiantes de posgrado en el laboratorio de Arati observaban una familia de ARN de níquel y cobalto (ARN de NiCo) que detectan ARN bacterianos que tienen una estructura similar a una hoja de trébol. Mientras examina este conjunto de datos, notaron un conjunto de ARN que habían conservado esta arquitectura de hoja de trébol general, pero eran sutilmente diferentes. Al perseguir estas 'variantes', se dieron cuenta de que los 'ARN similares a NiCo' estaban de hecho anclados en céspedes genómicos que estaban lo suficientemente cerca como para regular las enzimas y transportadores relacionados con el hierro. ¿Podrían entonces estos imitadores de NiCo ser metaloreguladores? Quizás de hierro (Fe ²⁺ )?

Para resolver esto, el equipo mantuvo ARN y Fe similares a NiCo ²⁺ en dos jaulas separadas separadas por una membrana que solo permite Fe ²⁺ para sangrar. El resultado experimental reveló sin lugar a dudas que estos ARN atrajeron a Fe ²⁺ hacia su cámara. Se demostró que su suposición era correcta y así llegó el descubrimiento de Sensei, abreviatura de Sense iron.

En su estudio reciente, donde los investigadores describen el Sensei, muestran que actúa como un riboswitch en presencia de hierro. Al atar el hierro, sufre un cambio estructural para estimular la síntesis de proteínas de los genes adyacentes relacionados con el hierro.

Entonces, ¿Qué tiene de fascinante un ARN sensor de hierro?

Bien, hay dos partes en esta respuesta. Primeramente, El hierro es esencial para muchos procesos celulares y, a menudo, actúa como acompañamiento de reacciones químicas en las células. Si la concentración de hierro se desequilibra, puede alcanzar niveles tóxicos y dejar perplejas a las células. Por tanto, es importante que las células puedan detectar el hierro.

"Particularmente, Las bacterias patógenas que causan enfermedades deben tener la capacidad de detectar el hierro para poder estar atentas a los tejidos del huésped ricos en hemo. "explica Siladitya, el autor principal.

En segundo lugar, Las proteínas han sido las precursoras de la detección del hierro. Mientras que el papel proverbial de los ARN ha sido actuar como brasas en una pila de carbón, esperando traducirse en cadenas de aminoácidos. Aunque en las últimas décadas se ha visto un mar de cambios en esta definición, El hallazgo de que biomoléculas tan delicadas y transitorias como los ARN pueden detectar hierro es una revelación.

"Este descubrimiento coloca a los ARN en el centro de atención para detectar metabolitos celulares fundamentalmente importantes como el hierro, "dice Arati. De hecho, Además, explica que es la capacidad de adoptar pliegues y estructuras complejas lo que le da a los ARN su flexibilidad para interactuar con una gran cantidad de moléculas que van desde vitaminas hasta metales.

Ahora, tal descubrimiento exige un alto escrutinio. Entonces, para comprobar si Sensei es de hecho un verdadero sensor de hierro, el equipo probó si el ARN era capaz de unir hierro en medio de una avalancha de otras moléculas. Fiel a su nombre, Sensei era un maestro. Independientemente de los iones metálicos presentes en la mezcla, Sensei fue intransigente y siempre eligió unir a Fe ²⁺ - lo que lo convierte en uno de los ARN metaloreguladores más finos y fuertes descubiertos hasta ahora.

La pregunta entonces era:¿qué sucede cuando Sensei une hierro? A escala estructural, el ARN unido al hierro se transforma y adopta una "pose" que favorece la traducción de proteínas. De hecho, abre su estructura de modo que los genes relacionados con el hierro presentes en estrecha proximidad genómica pueden convertirse en proteínas.

Con esta información en la mano, los investigadores luego se convirtieron en hábiles ingenieros. Modificaron la secuencia del ARN e identificaron las partes de la estructura en forma de hoja de trébol que pueden unir el hierro. Luego, fueron un paso más allá e hicieron un pequeño cambio en la secuencia de ARN que cambió la competencia del ARN de detectar hierro a ahora detectar níquel y cobalto.

"Esta ingeniería a nanoescala de detección de hierro que demostramos, Se espera que prepare el escenario para el diseño de biosensores de hierro que podrían ser de utilidad tanto para la biología bacteriana como para la biomedicina, "explica Arati.

Esta historia trata tanto del descubrimiento por casualidad, ya que se trata de lo que nos ha enseñado el descubrimiento:la versatilidad del ARN, la inflexible especificidad detrás de la frágil estructura de un ARN y su capacidad para sentir algo tan fundamental como el hierro. ¿Qué mejor manera de honrarlo que llamándolo Sensei, ¿Es decir, maestro?