El desarrollo del cerebro es guiado por ADN basura que no es realmente basura

Científicos de UC San Francisco han encontrado que un determinado ADN que había sido descartado como ADN basura juega un papel importante en el desarrollo del cerebro y podría estar implicados en varias enfermedades neurológicas devastadoras

Es probable que el descubrimiento, realizado en ratones, continúe alimentando la lucha actual de los investigadores para identificar los roles largamente descuidados de fragmentos de ADN que son los mismos en el genoma de los ratones y los seres humanos.

Aunque los investigadores han estado ocupados explorando las funciones de las proteínas codificadas por los genes que se han identificado en diversos proyectos genoma, la mayoría del ADN no se encuentra en los genes. Este ADN llamado basura ha sido dejada de lado en gran parte y abandonado a raíz de los descubrimientos en los genes genómicos, dijeron los científicos de UCSF.

En su propia investigación, el equipo de UCSF estudió moléculas de ARN llamadas largas no codificantes (lncRNA, nombrada a menudo como RNA «enlace»), que se forman a partir de moldes de ADN en la misma forma que el ARN de los genes.

«Se está empezando a descubrir la función de estas misteriosas moléculas de ARN en el cerebro», dijo Daniel Lim, profesor asistente de cirugía neurológica, miembro del Centro Eli y Edythe Broad de Medicina de Regeneración e Investigación de Células Madre de la UCSF, y autor principal del estudio, que fue publicado en línea el 11 de abril en la revista Cell Stem Cell.

Alexander Ramos, un estudiante inscrito en el programa MD / PhD en la UCSF y autor principal del estudio, llevó a cabo el extenso análisis computacional para determinar la relación por asociación, vinculando el lncRNAs dentro de las células con la activación de genes.

Ramos observó específicamente los patrones asociados con particulares vías de desarrollo, o con la progresión de ciertas enfermedades. Encontró una asociación entre un conjunto de 88 RNAs largos no codificantes y la enfermedad de Huntington, un trastorno neurodegenerativo mortal. También encontró asociaciones más débiles entre grupos específicos de RNAs largos no codificantes y la enfermedad de Alzheimer, ataques convulsivos, trastorno depresivo mayor y diversos tipos de cáncer.

«Alex fue el miembro del equipo que desarrolló esta nueva vía de investigación, hizo la mayor parte de los experimentos, y conectó los resultados con los trabajos en curso en laboratorio», dijo Lim. El estudio fue financiado principalmente a través del fondo de Lim, Premio a la Innovación Nuevo Director de los Institutos Nacionales de Salud (NIH), un premio competitivo para proyectos innovadores que tienen el potencial de impacto inusualmente alta.

A diferencia del ARN mensajero, que se transcribe a partir del ADN en los genes y guía la producción de proteínas, las moléculas lncRNA no llevan los «planos» de proteínas. Debido a este hecho, se pensó durante mucho tiempo que no influían en el destino o en las acciones de una célula.

No obstante, el lncRNAs también es transcrito a partir de ADN de la misma manera que el ARN mensajero, y éste también consiste en secuencias únicas de bloques de construcción de ácidos nucleicos.

La evidencia indica que el lncRNAs puede unir proteínas estructurales de los cromosomas que contienen el ADN, y, al hacerlo indirectamente afectan a la activación de los genes y la fisiología celular sin alterar el código genético. En otras palabras, dentro de la célula, las moléculas de lncRNA actuan «epigenéticamente» —más allá de los genes—, no a través de cambios en el ADN.

Las células del cerebro en las que los científicos más se enfocaron aportan el crecimiento de diversos tipos de células del sistema nervioso central. Se encuentran en una región del cerebro llamada la zona subventricular, que recubre directamente el cuerpo estriado. Esta es la parte del cerebro donde se destruyen las neuronas en la enfermedad de Huntington, una enfermedad provocada por un defecto genético único.

Ramos combinó varias técnicas avanzadas para secuenciar y analizar ADN y ARN y así identificar dónde se producen ciertos cambios químicos en los cromosomas, y para identificar lncRNAs en determinados tipos de células que se encuentran en el sistema nervioso central. La investigación reveló aproximadamente 2.000 moléculas de este tipo que no habían sido descritas previamente, de aproximadamente 9.000 que se cree que existen en mamíferos que van desde ratones a los seres humanos.

De hecho, los investigadores generaron demasiados datos como para explorarlos por su cuenta. Los científicos de UCSF crearon un sitio web por medio del cual otras personas que quieran estudiar el papel del lncRNAs en el desarrollo y la enfermedad puedan utilizar sus datos.

«Hay suficiente aquí para que trabajen varios laboratorios», dijo Ramos, quien tiene becas de formación del Instituto de Medicina Regenerativa de California (CIRM) y NIH.

«Debería ser de interés, para los científicos que estudian los ARN largo no codificantes, la generación de nuevas células nerviosas en el cerebro adulto, las células madre neuronales y el desarrollo del cerebro y las células madre embrionarias», dijo.

UCSF es una universidad líder dedicada a la promoción de la salud en todo el mundo a través de la investigación biomédica avanzada, educación de posgrado en ciencias de la vida y las profesiones de la salud, y la excelencia en la atención al paciente.

Fuente: Science Daily. Aportado por Eduardo J. Carletti

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