Cómo afectan los cambios ambientales a las formas del ARN en las células vivas
Los resultados plantean la posibilidad de utilizar estos conocimientos para afinar los cultivos o desarrollar terapias basadas en el ARN para enfermedades como la COVID-19
El impacto de las condiciones ambientales en las estructuras dinámicas de los ARN en las células vivas ha sido revelado por una tecnología innovadora desarrollada por investigadores del Centro John Innes.
Nueva tecnología capaz de perfilar la estructura del ARN a la resolución de una sola molécula en células vivas
John Innes Centre
La investigación, fruto de la colaboración entre los grupos de la profesora Dame Caroline Dean FRS y el Dr. Yiliang Ding, aumenta nuestra comprensión de lo que ocurre a nivel celular en respuesta a las señales ambientales. Esto plantea la posibilidad de que podamos utilizar estos conocimientos para afinar los cultivos o desarrollar terapias basadas en el ARN para enfermedades como el COVID-19 (SARS-COV-2).
Las investigaciones anteriores de estos grupos demostraron que dos importantes elementos genéticos COOLAIR y FLC interactúan para regular las respuestas moleculares de las plantas al calor y al frío.
Pero no estaba claro cómo la estructura del ARN de COOLAIR contribuye a la regulación de FLC, un freno genético a la floración en las plantas.
Los investigadores del grupo de Ding desarrollaron una nueva tecnología capaz de perfilar la estructura del ARN a la resolución de una sola molécula en células vivas.
El uso de esta técnica les permitió observar los cambios estructurales del ARN. En condiciones cálidas, el ARN COOLAIR adopta tres estructuras predominantes y estas formas y proporciones cambiaron tras exponer las plantas a temperaturas frías.
Observaron que los cambios en las conformaciones del ARN en una región hipervariable de COOLAIR modificaban la expresión de FLC.
Introduciendo mutaciones en la secuencia de esta región de ARN, los investigadores pudieron alterar el tiempo de floración de las plantas.
El Dr. Ding dijo: "Nuestro trabajo ha demostrado que los ARN pueden adoptar diferentes conformaciones o estructuras. Estas diversas conformaciones cambian dinámicamente en respuesta a las condiciones externas. En este estudio, al ajustar la estructura del ARN, alteramos el tiempo de floración de la planta".
La comprensión de cómo la estructura del ARN afecta a su función y la capacidad de diseñar los genomas de las plantas a nivel celular del ARN, aumenta la posibilidad de diseñar tipos de cultivos con rasgos agronómicos y nutricionales más deseables.
El grupo afirma que la tecnología también puede aplicarse a las células humanas, donde las estructuras de ARN podrían servir de guía para diseñar terapias basadas en el ARN.
El primer autor, el Dr. Pan Zhu, dijo: "Es probable que cada ARN tenga sus propios paisajes estructurales y diversidades conformacionales. Nuestra tecnología nos permitirá explorar la importancia funcional generalizada de las estructuras de ARN en los ARN de interés, como el SARS-COV-2".
El grupo tratará ahora de compartir su nueva tecnología con colaboradores industriales o académicos del ARN.
Durante el proceso de expresión génica, el ADN se transcribe en ARN, que luego se utiliza para fabricar proteínas. El ARN se conoce a menudo como la "molécula flaca" porque es de una sola hebra, pero trabajos recientes han puesto de relieve su diversidad estructural y cómo estas estructuras afectan a la regulación de los genes y la síntesis de proteínas.
En las plantas, la FLC actúa como un freno a la floración, una parte clave de un mecanismo molecular que asegura que la planta sólo florece cuando ha alcanzado un nivel requerido de exposición al frío. COOLAIR es un antisentido de FLC, que se une a él y bloquea su transcripción tras la exposición al frío. El conocimiento de estos mecanismos será clave para comprender las consecuencias del cambio climático.
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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