Las estructuras de ARN por miles
nuevo método para determinar las estructuras de todas las moléculas de ARN en una célula bacteriana a la vez: En el pasado, habría llevado muchas carreras de investigación
Cada célula contiene miles de moléculas de ARN diferentes. En el pasado, habría sido necesario que muchas carreras de investigación descifraran sus estructuras utilizando métodos tradicionales. Pero ya no.
Franz Narberhaus y Vivian Brandenburg están discutiendo una de las estructuras de ARN descifradas.
© RUB, Marquard
Los investigadores de Bochum y Münster han desarrollado un nuevo método para determinar las estructuras de todas las moléculas de ARN en una célula bacteriana a la vez. En el pasado, esto tenía que hacerse individualmente para cada molécula. Además de su composición exacta, su estructura es crucial para la función de los ARN. El equipo describe el nuevo método de mapeo de estructuras de alto rendimiento, denominado Lead-Seq para la secuenciación del plomo, en la revista Nucleic Acids Research, publicada en línea el 28 de mayo de 2020.
Christian Twittenhoff, Vivian Brandenburg, Francesco Righetti y el profesor Franz Narberhaus de la Cátedra de Biología Microbiana de la Ruhr-Universität Bochum (RUB) colaboraron con el grupo de bioinformática dirigido por el profesor Axel Mosig de la RUB y el equipo dirigido por la profesora Petra Dersch de la Universidad de Münster, anteriormente del Centro Helmholtz de Investigación de Infecciones de Braunschweig.
Ninguna estructura - ninguna función
En todas las células vivas, la información genética se almacena en el ADN de doble cadena y se transcribe en el ARN de una sola cadena, que luego sirve como un plano para las proteínas. Sin embargo, el ARN no sólo es una copia lineal de la información genética, sino que a menudo se pliega en estructuras complejas. La combinación de regiones de una sola hebra y regiones de doble hebra parcialmente plegadas es de importancia central para la función y la estabilidad de los ARN. "Si queremos aprender algo sobre los ARNs, también debemos entender su estructura", dice Franz Narberhaus.
Los iones de plomo revelan posiciones de ARN de una sola hebra
Con la secuenciación del plomo, los autores presentan un método que facilita el análisis simultáneo de todas las estructuras de ARN en una célula bacteriana. En el proceso, los investigadores aprovechan el hecho de que los iones de plomo causan la ruptura de las cadenas en los segmentos de ARN de una sola cadena; las estructuras de ARN dobladas, es decir, las cadenas dobles, no son tocadas por los iones de plomo.
Aplicando plomo, los investigadores dividieron las regiones de ARN de una sola hebra en ubicaciones aleatorias en fragmentos más pequeños, luego los transcribieron en ADN y los secuenciaron. El comienzo de cada secuencia de ADN correspondía así a una antigua ruptura de cadena en el ARN. "Esto nos dice que las regiones de ARN correspondientes estaban presentes como una sola hebra", explica Narberhaus.
Predecir la estructura usando la bioinformática
Vivian Brandenburg y Axel Mosig utilizaron entonces la bioinformática para evaluar la información sobre las secciones de ARN de una sola hebra obtenidas en los experimentos. "Asumimos que las regiones de ARN no cortadas estaban presentes como cadenas dobles y usamos programas de predicción para calcular cómo las moléculas de ARN deben ser plegadas", elabora Vivian Brandenburg. "Esto dio como resultado estructuras más fiables con la información de la secuenciación de plomo que sin esta información."
Este enfoque permitió a los investigadores determinar simultáneamente las estructuras de miles de ARN de la bacteria Yersinia pseudotuberculosis de una sola vez. El equipo comparó los resultados obtenidos por la secuenciación del plomo de algunas estructuras de ARN con los resultados obtenidos por los métodos tradicionales - ambos eran los mismos.
Se han descubierto nuevos termómetros de ARN
El grupo llevó a cabo sus experimentos a 25 y 37 grados centígrados, ya que algunas estructuras de ARN cambian dependiendo de la temperatura. Utilizando lo que se conoce como termómetros de ARN, las bacterias como el patógeno de la diarrea Yersinia pseudotuberculosis pueden detectar si están dentro del huésped. Utilizando la secuenciación del plomo, el equipo no sólo identificó los termómetros de ARN ya conocidos, sino que también descubrió varios nuevos.
Establecer la secuenciación del plomo llevó unos cinco años. "Me alegra decir que ahora somos capaces de mapear numerosas moléculas de ARN en una bacteria simultáneamente", concluye Franz Narberhaus. "Una ventaja del método es que los pequeños iones de plomo pueden entrar fácilmente en las células bacterianas vivas. Por lo tanto, suponemos que este método puede ser utilizado universalmente y que en el futuro facilitará el análisis detallado de la estructura-función de los ARNs bacterianos".
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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