Defensa contra el enemigo interior
Los científicos descubren una nueva enzima que ayuda a las células a combatir los parásitos genómicos
Los equipos de investigación del profesor René Ketting, del Instituto de Biología Molecular (IMB) de Maguncia (Alemania), y del Dr. Sebastian Falk, de los Laboratorios Max Perutz de Viena (Austria), han identificado una nueva enzima denominada PUCH, que desempeña un papel clave en la prevención de la propagación de ADN parasitario en nuestros genomas. Estos hallazgos también pueden revelar nuevos conocimientos sobre cómo nuestro organismo detecta y combate bacterias y virus para prevenir infecciones.
Nuestras células están sometidas al ataque constante de millones de intrusos extraños, como virus y bacterias. Para evitar que enfermemos, nuestro organismo dispone de un sistema inmunitario, todo un ejército de células especializadas en detectar y destruir a estos invasores. Sin embargo, nuestras células se enfrentan a amenazas no sólo de enemigos externos, sino también internos.
Los parásitos genómicos pueblan gran parte del genoma
Un sorprendente 45% de nuestro genoma está compuesto por miles de parásitos genómicos, es decir, secuencias repetitivas de ADN denominadas elementos transponibles (ET). Los ET se encuentran en todos los organismos, pero no tienen ninguna función específica. Sin embargo, pueden ser peligrosos. Los TE también se denominan "genes saltarines" porque pueden copiarse y pegarse en nuevas ubicaciones de nuestro ADN. Esto supone un grave problema porque puede provocar mutaciones que hagan que nuestras células dejen de funcionar con normalidad o se vuelvan cancerosas. Así pues, casi la mitad de nuestro genoma está enzarzada en una guerra de guerrillas constante con la otra mitad, ya que las ET intentan multiplicarse, mientras que nuestras células tratan de impedir que se propaguen.
¿Cómo combaten nuestras células a estos enemigos internos? Afortunadamente, nuestras células han desarrollado un sistema de defensa genómica de proteínas especializadas cuyo trabajo consiste en dar caza a los TE e impedir que se repliquen. En un nuevo artículo publicado en Nature, René Ketting y Sebastian Falk, junto con sus equipos de investigación, informan del descubrimiento de PUCH, un tipo de enzima completamente nuevo y desconocido hasta ahora, que es clave para este sistema de defensa genómica. Descubrieron que PUCH desempeña un papel crucial en la producción de pequeñas moléculas llamadas piRNAs, que detectan las TEs cuando intentan "saltar". A continuación, activan el sistema de defensa genómica para detener las TE antes de que se peguen en nuevas ubicaciones de nuestro ADN.
Los investigadores descubrieron el PUCH en las células del ascáride C. elegans, un invertebrado sencillo que suele utilizarse en la investigación biológica. Sin embargo, los hallazgos también pueden arrojar luz sobre el funcionamiento de nuestro propio sistema inmunitario. La PUCH se caracteriza por unas estructuras moleculares únicas denominadas pliegues de Schlafen. Las enzimas con pliegues de Schlafen también se encuentran en ratones y seres humanos, donde parecen desempeñar un papel en la inmunidad innata, la primera línea de defensa del organismo contra virus y bacterias. Por ejemplo, algunas proteínas Schlafen interfieren en la replicación de virus en humanos. Por otro lado, algunos virus como el de la viruela del mono, por ejemplo, también pueden utilizar las proteínas Schlafen para atacar el sistema de defensa celular. René Ketting sospecha que las proteínas Schlafen pueden tener un papel más amplio y conservado en la inmunidad de muchas especies, incluida la humana.
"Las proteínas Schlafen pueden representar un vínculo molecular desconocido hasta ahora entre las respuestas inmunitarias en mamíferos y los mecanismos basados en ARN profundamente conservados que controlan las ET", afirma Ketting, que también es catedrático de Biología en la Universidad Johannes Gutenberg de Maguncia (JGU). De ser así, las proteínas Schlafen podrían representar un mecanismo de defensa común contra enemigos externos, como virus y bacterias, e internos, como las ET. "Es concebible que las proteínas Schlafen se hayan reconvertido en enzimas que protegen a las células de secuencias infecciosas de ADN, como las TE", añade Sebastian Falk. "Este descubrimiento puede afectar profundamente a nuestra comprensión de la biología inmunitaria innata".
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