Lectura de estructuras de ARN en tiempo real
La esclerosis lateral amiotrófica (ELA), comúnmente conocida como enfermedad de Lou Gehrig y enfermedad de Stephen Hawking, es una enfermedad neurodegenerativa que provoca la pérdida gradual del control sobre los músculos del cuerpo. Actualmente es incurable y se desconoce su causa en más del 90% de los casos, aunque se cree que intervienen factores genéticos y ambientales.
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Los grupos de investigación del Dr. Akira Kitamura, de la Facultad de Ciencias Avanzadas de la Vida de la Universidad de Hokkaido, y del Prof. Jerker Widengren, del KTH Royal Institute of Technology de Suecia, han desarrollado una novedosa técnica capaz de detectar una estructura característica del ARN en tiempo real en células vivas. La técnica, basada en la espectroscopia de fluorescencia-microscopía, se ha publicado en la revista Nucleic Acids Research.
"Uno de los factores genéticos que se cree que intervienen en el desarrollo de la ELA es una secuencia específica de ARN que forma una estructura de cuatro hebras, denominada cuadruplex G", explica Kitamura, primer autor del estudio. "Normalmente, estas estructuras regulan la expresión de los genes. Sin embargo, una mutación en el cromosoma 9 en humanos da lugar a la formación de cuadruplex G que pueden desempeñar un papel en enfermedades neurodegenerativas como la ELA."
Uno de los mayores obstáculos para comprender el papel exacto de los cuadruplexos G en las enfermedades han sido las limitaciones para estudiar en tiempo real su formación y localización dentro de las células vivas. Los grupos de Kitamura y Widengren lograron desarrollar una técnica sencilla, robusta y ampliamente aplicable que resuelve los problemas existentes.
La técnica utiliza un colorante de cianina denominado Alexa Fluor 647 (AF647). Cuando se etiqueta al ARN, el estado de parpadeo fluorescente del tinte se altera con la formación de los cuadruplexos G del ARN. Los grupos analizaron el ARN marcado con AF647 mediante una técnica de microscopía denominada monitorización TRAST (TRAnsient STate) para detectar este parpadeo de fluorescencia en tiempo real.
"Visualmente, los cambios temporales en la intensidad de la fluorescencia aparecen como parpadeos", explica Kitamura al describir la técnica. "En TRAST, exponemos las células a un patrón específico de intensidades de luz cambiantes y medimos la intensidad media de la fluorescencia emitida por el colorante unido al ARN en las células a lo largo de intervalos de tiempo específicos. Midiendo los cambios en las propiedades de parpadeo, podemos distinguir las estructuras del ARN dentro de la célula".
El equipo calibró su experimento en condiciones de laboratorio, determinando exactamente qué parpadeo de fluorescencia correspondía a cuadruplexos G de ARN. A partir de estos datos, pudieron determinar la ubicación de los cuadruplexos G de ARN dentro de las células vivas mediante TRAST.
Este trabajo demuestra que los colorantes de cianina pueden proporcionar parámetros de lectura sensibles sobre los estados de plegamiento de los cuadruplexos G de ARN en células vivas, e incluso para células individuales. Esto, a su vez, permite la posibilidad de estudiar los cuadruplexos G de ARN en enfermedades en tiempo real a nivel intracelular. También puede aplicarse al estudio del plegamiento y mal plegamiento de las proteínas en las células.
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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