Describen por primera vez la estructura de ADN de triple cadena en el vacío

Un equipo de científicos del Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona) y del Centro de Supercomputación de Barcelona (BSC) ha conseguido por primera vez extraer información estructural fidedigna de ADN de triple hélice en fase gas, es decir, en condiciones donde el ADN se encuentra prácticamente en el vacío.

Redacción | 20/04/2012 00:00

El estudio se publica en el último número de The Journal of the American Chemical Society.

"Hasta ahora, estas formas especiales de ADN eran casi imposibles de detectar y se desconocía si mantenían memoria de su estructura en solución cuando se vaporizan. Con nuestro trabajo hemos conseguido caracterizar esta estructura y demostrar que mantiene una sorprendente memoria de cómo era en su entorno biológico, en solución acuosa, donde normalmente es muy difícil caracterizar", ha afirmado Modesto Orozco, catedrático de la Universidad de Barcelona, director de Ciencias de la Vida del BSC e investigador del IRB Barcelona.

Todavía no existe ningún medicamento basado en terapia antígeno en el mercado, pero hay algunos en vías de desarrollo

El equipo de Orozco ha combinado técnicas de simulación computacional con validación experimental a través de espectrometría de masas. Esta era la última estructura pendiente para completar el atlas de estructuras clásicas de ADN en fase gas, una tarea que ha representado más de diez años de estudios por parte del equipo de Orozco.

Terapias antígeno
Una de las consecuencias biomédicas más importantes del trabajo es que podría favorecer el desarrollo de la llamada terapia antígeno. Se trata de una aproximación terapéutica basada en formas de ADN de triple cadena que apagarían la actividad de genes afectados en una determinada enfermedad. "Aún no hay ningún medicamento basado en terapia antígeno en el mercado pero hay diferentes en desarrollo", ha explicado el investigador. Uno de los principales obstáculos para la evolución radicaba en la dificultad para detectar experimentalmente algunas de estas estructuras tríplex. "Demostrar que en fase gas la estructura se mantiene hará posible una más fácil detección de estas formas de ADN".

Además, los resultados preparan el terreno para implantar nuevas técnicas de resolución estructural basadas en el uso de láseres de electrones libres de rayos X (X-FEL). El X-FEL es una gran instalación científica de pulsos de luz muy intensos, similar a un sincrotrón, que se está construyendo en Alemania.

"Si nuestros cálculos son correctos, X-FEL podría usarse para obtener en fase gas datos estructurales de cómo es una molécula en su entorno biológico natural y X-FEL se convertiría en una herramienta muy poderosa para resolver la estructura de macromoléculas".

La simulación computacional se ha llevado a cabo en el supercomputador MareNostrum, del BSC, mientras que de la validación experimental se han ocupado la plataforma científica de Espectrometría de Masas del IRB Barcelona, el Laboratorio Experimental de Bioinformática -del IRB Barcelona y el BSC-, con la colaboración del grupo de Valerie Gabelica en la Universidad de Lieja, en Bélgica.
(J. Am. Chem. Soc., DOI: 10.1021/ja209786t).