Los investigadores revelan un mecanismo de escisión no canónica largamente buscado en la biogénesis de miARN

Los investigadores revelan un mecanismo de escisión no canónica largamente buscado en la biogénesis de miARN

Los investigadores de HKUST revelan un mecanismo de escisión no canónica largamente buscado en la biogénesis de miARN

El modelo de procesamiento no canónico de microprocesadores en acción. El complejo del microprocesador consta de DROSHA, que se muestra en azul, y el dímero DGCR8, representado en verde. Las puntas de flecha indican la acción de doble escisión de DROSHA en los pri-miRNA. El sustrato de procesamiento no canónico se caracteriza por un tallo corto de aproximadamente 28 pares de bases y DRES (Sitios de reconocimiento DROSHA). Este mecanismo no canónico se conserva en una variedad de especies animales. Crédito: Prof. Tuan Anh Nguyen

Para descubrir y demostrar a fondo el mecanismo de escisión no canónica recientemente identificado, el equipo de investigación de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong (HKUST), dirigido por el Prof. Tuan Anh Nguyen, profesor asistente de la División de Ciencias de la Vida, utilizó varias técnicas sofisticadas, como secuenciación de miARN, análisis de estructura de pri-miARN y ensayos de escisión de pri-miARN de alto rendimiento para aproximadamente 260 000 secuencias de pri-miARN.

A diferencia del mecanismo canónico, el mecanismo no canónico no se basa en varios elementos esenciales de proteínas y ARN necesarios para el mecanismo canónico. El estudio también reveló sitios de reconocimiento de DROSHA (DRES) previamente no reconocidos, que son críticos para la escisión no canónica pero que también pueden funcionar en el mecanismo de escisión canónica.

Además, el estudio destaca el aspecto evolutivo de este mecanismo de escisión no canónico, y revela que se conserva en varias especies animales. Este hallazgo sugiere que el mecanismo no canónico juega un papel importante en la evolución de la biogénesis y regulación de miARN.

Los microARN (miARN) son pequeñas moléculas de ARN que juegan un papel crucial en la regulación de la actividad de los genes. Ayudan a controlar varios procesos biológicos, como el crecimiento celular, el desarrollo y la inmunidad. En los últimos años, los científicos han estado investigando mucho sobre los miARN para comprender mejor sus funciones y los mecanismos involucrados en su producción.

Ahora, los científicos de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong (HKUST, por sus siglas en inglés) han hecho un descubrimiento innovador en biología molecular, revelando un mecanismo de división no canónico para el complejo del microprocesador (complejo MP, DROSHA-DGCR8), responsable de producir miARN en humanos y otros animales mediante el procesamiento de transcripciones primarias de miARN (pri-miARN).

Este descubrimiento innovador arroja luz sobre un misterio de larga data en biología molecular y podría tener implicaciones de gran alcance para nuestra comprensión de la regulación génica, los procesos celulares y la evolución de las vías de biogénesis de miARN en animales.

El complejo de microprocesadores en animales se descubrió en 2004 y, desde entonces, muchos grupos de investigación han estudiado exhaustivamente sus mecanismos moleculares para producir miARN. Estos estudios juntos construyeron un modelo de mecanismo molecular de esta enzima, llamado mecanismo canónico de procesamiento de pri-miRNA.

Sin embargo, este mecanismo solo puede explicar cómo la enzima escinde muchos pri-miRNA en animales. Dado que los pri-miRNA en animales son muy diversos en estructura y secuencias, este mecanismo no explica cómo se procesa una parte significativa de los pri-miRNA.

El mecanismo de procesamiento de pri-miRNA no canónico, descubierto y publicado en Célula Molecular, resuelve un misterio de dos décadas en biología molecular con respecto a la escisión de numerosos pri-miRNA en animales y complementa el mecanismo canónico previamente conocido. En términos más simples, este descubrimiento revela una nueva forma en que nuestras células producen miARN, lo que podría tener implicaciones para nuestra comprensión de la regulación génica, los procesos celulares y la evolución de las vías de biogénesis de miARN en animales.

Los hallazgos clave del estudio de HKUST incluyen:

  • El descubrimiento y la caracterización integral de una nueva forma en que las células producen miARN en animales, resolviendo un misterio de larga data en biología molecular.
  • La identificación de DRES que determina la eficiencia de escisión y la precisión de MP abre una nueva dirección de investigación para examinar si otras enzimas similares también contienen sitios de reconocimiento de ARN.
  • Evidencia de que el mecanismo de producción de miARN no canónico se conserva en varias especies animales, con un papel importante en la biogénesis de miARN en gusanos, como C. elegans y C. briggsae.
  • Una explicación de cómo MP escinde muchos pri-miRNA de tallo corto en animales, lo que sugiere funciones celulares más amplias para el complejo MP.

El descubrimiento del mecanismo de escisión no canónica del complejo MP en la biogénesis de miARN tiene implicaciones de gran alcance para futuros estudios en biología molecular. La identificación de este mecanismo abre nuevas vías de investigación y amplía nuestra comprensión del panorama regulatorio de la biogénesis de miARN en animales.

Una de las implicaciones más significativas es el potencial para descubrir una mayor variedad de sustratos para el complejo MP en animales. Anteriormente, el mecanismo canónico no podía explicar el procesamiento de ciertos pri-miRNA. Ahora, con el mecanismo no canónico, los investigadores pueden reevaluar los sustratos de ARN que antes no se explicaban o se pasaban por alto. Esto podría llevar a la identificación de nuevos pri-miARN y otros sustratos de ARN que son procesados ​​específicamente por el mecanismo no canónico.

Otra implicación radica en el potencial para revelar nuevas funciones del complejo MP en animales. Como el mecanismo no canónico puede procesar pri-miRNA de tallo corto, sugiere un papel celular más amplio para el complejo MP. Esto podría conducir al descubrimiento de funciones previamente desconocidas en la regulación de genes y procesos celulares, como el desarrollo, la diferenciación y la inmunidad.

Finalmente, al demostrar la conservación del mecanismo no canónico en varias especies animales, particularmente en gusanos como C. elegans y C. briggsae, este estudio destaca la importancia evolutiva de este mecanismo. Los estudios futuros podrían profundizar en los aspectos evolutivos de los mecanismos canónicos y no canónicos, arrojando luz sobre el desarrollo y la diversificación de las vías de biogénesis de miARN en animales.

En conclusión, el descubrimiento del mecanismo no canónico en la biogénesis de miARN ha abierto nuevas posibilidades de investigación y ha ampliado nuestra comprensión de los mecanismos moleculares que subyacen a la producción de miARN. Esto allana el camino para futuros descubrimientos en biología molecular, lo que lleva a una mejor comprensión de la regulación génica, los procesos celulares y la evolución de las vías de biogénesis de miARN en animales.

Más información:
Thuy Linh Nguyen et al, Procesamiento no canónico por microprocesador animal, Célula Molecular (2023). DOI: 10.1016/j.molcel.2023.05.004

Proporcionado por la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong

Citación: Los investigadores revelan un mecanismo de escisión no canónico largamente buscado en la biogénesis de miARN (2 de junio de 2023) recuperado el 3 de junio de 2023 de https://phys.org/news/2023-06-unveil-long-sought-noncanonical-cleavage-mechanism.html

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