Los científicos hacen un descubrimiento sorprendente: encuentran una nueva actividad proteica en los telómeros

Alguna vez se pensó que eran incapaces de codificar proteínas debido a sus simples y monótonas repeticiones de ADN, los pequeños telómeros en las puntas de nuestros cromosomas parecen tener una función biológica potente que es potencialmente relevante para nuestra comprensión del cáncer y el envejecimiento.

Reportando en el procedimientos de la Academia Nacional de Cienciaslos investigadores de la Facultad de Medicina de la UNC Taghreed Al-Turki, Ph.D., y Jack Griffith, Ph.D., hicieron el sorprendente descubrimiento de que los telómeros contienen información genética para producir dos proteínas pequeñas, una de las cuales encontraron elevada en algunos humanos células cancerosas, así como células de pacientes que padecen defectos relacionados con los telómeros.

«Con base en nuestra investigación, creemos que los análisis de sangre simples para estas proteínas podrían proporcionar una detección valiosa para ciertos tipos de cáncer y otras enfermedades humanas», dijo Griffith, profesor distinguido de Microbiología e Inmunología de Kenan y miembro del Centro Integral del Cáncer Lineberger de la UNC. «Estas pruebas también podrían proporcionar una medida de la ‘salud de los telómeros’, porque sabemos que los telómeros se acortan con la edad».

Los telómeros contienen una secuencia de ADN única que consiste en repeticiones interminables de bases TTAGGG que de alguna manera inhiben que los cromosomas se adhieran entre sí. Hace dos décadas, el laboratorio de Griffith demostró que el extremo del ADN de un telómero se retuerce sobre sí mismo para formar un pequeño círculo, ocultando así el extremo y bloqueando las fusiones de cromosoma a cromosoma. Cuando las células se dividen, los telómeros se acortan y eventualmente se acortan tanto que la célula ya no puede dividirse correctamente, lo que lleva a la muerte celular.

Los científicos identificaron por primera vez los telómeros hace unos 80 años, y debido a su secuencia monótona, el dogma establecido en el campo sostenía que los telómeros no podían codificar ninguna proteína, y mucho menos aquellas con una potente función biológica.

En 2011, un grupo en Florida que trabajaba en una forma hereditaria de ELA informó que el culpable era una molécula de ARN que contenía una repetición de seis bases que, mediante un mecanismo novedoso, podía generar una serie de proteínas tóxicas que constaban de dos aminoácidos que se repetían uno tras otro. Al-Turki y Griffith señalan en su artículo una sorprendente similitud de este ARN con el ARN generado a partir de telómeros humanos, y plantearon la hipótesis de que podría estar en juego el mismo mecanismo novedoso.

Llevaron a cabo experimentos, como se describe en el PNAS papel: para mostrar cómo el ADN telomérico puede indicar a la célula que produzca proteínas de señalización que denominaron VR (valina-arginina) y GL (glicina-leucina). Las proteínas de señalización son esencialmente sustancias químicas que desencadenan una reacción en cadena de otras proteínas dentro de las células que luego conducen a una función biológica importante para la salud o la enfermedad.

Luego, Al-Turki y Griffith sintetizaron químicamente VR y GL para examinar sus propiedades utilizando potentes microscopios electrónicos y confocales junto con métodos biológicos de última generación, revelando que la proteína VR está presente en cantidades elevadas en algunas células cancerosas humanas, como así como células de pacientes que padecen enfermedades resultantes de telómeros defectuosos.

«Creemos que es posible que a medida que envejecemos, la cantidad de VR y GL en nuestra sangre aumente constantemente, proporcionando potencialmente un nuevo biomarcador para la edad biológica en contraste con la edad cronológica», dijo Al-Turki, investigadora postdoctoral en el laboratorio de Griffith. . . «Creemos que la inflamación también puede desencadenar la producción de estas proteínas».

Griffith señaló: «Cuando vas en contra del pensamiento actual, por lo general te equivocas porque estás desafiando a muchas personas que han trabajado tan diligentemente en sus campos. Pero ocasionalmente los científicos no han podido juntar las observaciones de dos campos muy distantes y eso es lo que hicimos. Descubrir que los telómeros codifican dos nuevas proteínas de señalización cambiará nuestra comprensión del cáncer, el envejecimiento y cómo las células se comunican con otras células.

«Quedan muchas preguntas por responder, pero nuestra mayor prioridad ahora es desarrollar un análisis de sangre simple para estas proteínas. Esto podría informarnos sobre nuestra edad biológica y también proporcionar advertencias sobre problemas, como cáncer o inflamación».