Los bioquímicos utilizan una nueva herramienta para controlar el ARNm mediante la luz
Un equipo de investigadores descubrió que mediante el uso de las llamadas FlashCaps eran capaces de controlar la traducción del ARNm por medio de la luz
El ADN (ácido desoxirribonucleico) es una larga cadena de moléculas compuesta por muchos componentes individuales, y constituye la base de la vida en la Tierra. La función del ADN es almacenar toda la información genética. La traducción de esta información genética en proteínas -que un organismo necesita para funcionar, desarrollarse y reproducirse- tiene lugar a través del ARNm (ácido ribonucleico mensajero). El ADN se transcribe a ARNm y éste, a su vez, se traduce en proteínas (biosíntesis proteica). En otras palabras, el ARNm funciona como portador de información. Los bioquímicos de la Universidad de Münster han desarrollado una nueva herramienta bioquímica capaz de controlar la traducción del ARN con la ayuda de la luz. Estas llamadas FlashCaps permiten a los investigadores controlar diversos procesos en las células tanto espacial como temporalmente y, como resultado, determinar las funciones básicas de las proteínas.
Control espacial de la traducción de la eGFP en células HeLa: Sólo las células irradiadas (dentro del círculo) muestran la fluorescencia verde de la eGFP, lo que indica una traducción exitosa.
AG Rentmeister
Antecedentes y método utilizado
Las funciones de una célula dependen de unas moléculas especiales: las enzimas. Las enzimas son proteínas que participan en las reacciones químicas de la célula. Ayudan a sintetizar productos metabólicos, a hacer copias de moléculas de ADN, a preparar energía para las actividades de la célula, a modificar el ADN y a degradar ciertas moléculas. Para desarrollar una herramienta que permita a los científicos determinar no sólo qué enzimas cumplen qué funciones, sino también qué ocurre cuando éstas sólo se activan en determinadas zonas, el equipo de investigadores dirigido por el profesor Andrea Rentmeister, del Instituto de Bioquímica de la Universidad de Münster, utilizó FlashCaps de síntesis química. Las FlashCaps están dotadas de los llamados grupos protectores fotolábiles -grupos químicos que pueden eliminarse mediante la irradiación con luz- y se incorporan al ARNm durante la síntesis del ARN.
Lo especial de esta estrategia es que aquí, a diferencia de otros estudios, no es necesario modificar la secuencia del ARNm. Lo único que se requiere es la incorporación de una pequeña molécula (el FlashCap) para bloquear casi por completo la traducción de un ARNm largo. Tras la irradiación con luz, se vuelve al ARNm natural, sin ninguna modificación. "Mediante el uso de nuestras FlashCaps", explica Nils Klöcker, uno de los autores principales del estudio y estudiante de doctorado en el Instituto de Bioquímica, "ahora es posible para todos los laboratorios del mundo activar cualquier ARNm de interés con luz sin ningún paso adicional".
Mediante una elaborada síntesis orgánico-química, el equipo de investigadores de Münster logró desarrollar las FlashCaps, una molécula para controlar la traducción del ARNm mediante la luz. Demostraron que esta estrategia inhibe eficazmente la traducción y, tras la irradiación con luz en las células, la reactiva. La diferencia entre este enfoque y otras estrategias no es sólo que las FlashCaps pueden ser utilizadas por cualquier laboratorio -sin necesidad de conocimientos especiales ni de protocolos o modificaciones especiales-, sino también que el ARNm, tras ser irradiado, existe en su estructura natural, lo que facilita el estudio de los procesos naturales en las células.
En su trabajo, los investigadores demostraron que podían utilizar FlashCaps para controlar con éxito la traducción del ARNm mediante la luz. Lo demostraron para cuatro ARNm diferentes en dos líneas celulares distintas. "Esto representa un avance significativo para que otros investigadores puedan tener un control espacial y temporal sobre la traducción del ARNm que están investigando", afirma Florian Weissenböck, también del Instituto de Bioquímica. "Las FlashCaps tienen el potencial de ampliar la gama de métodos utilizados en todos los laboratorios de ARNm".
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