Investigadores crean la lista más grande y precisa de sitios de edición de ARN
01/10/2013 - E.P.
La edición de ARN ayuda a explicar por qué los organismos son aún más diferentes entre sí y de ellos mismos de lo que las diferencias de ADN por sí solas podrían sugerir
Un equipo de investigación de la Universidad de Brown, en Providence, Rhode Island, Estados Unidos, ha compilado la lista más grande y más rigurosamente validada de sitios de edición de ARN de la mosca de la fruta Drosophila melanogaster, un incondicional de la investigación biológica. Su estudio, que publica la revista Nature Structural & Molecular Biology, ofrece varias ideas sobre la biología fundamental del modelo de organismo. La edición de ARN es un proceso de biología molecular por el que algunas células pueden hacer cambios discretos en la secuencia de una molécula de ARN después de sintetizarse por una polimerasa.
La lista base asciende a 3.581 sitios en los que la enzima ADAR podría intercambiar una "A " de nucleótidos por una " G" en una molécula de ARN. Este aparentemente pequeño ajuste significa mucho, ya que cambia la forma en que las instrucciones genéticas en el ADN se ponen en acción en el organismo de la mosca, que afectan a muchas funciones fundamentales, como el desarrollo neuronal y el género adecuado. En los seres humanos, perturbaciones en la edición del ARN están fuertemente implicadas en esclerosis lateral amiotrófica (ELA) y la enfermedad Acardi-Gutieres.
La nueva lista de sitios de edición, por lo tanto, podría ayudar a miles de investigadores que estudian las moléculas de ARN que se transcribe a partir de ADN, el llamado " transcriptoma, por el suministro de información fiable sobre los miles de cambios de edición que pueden ocurrir. Según relata el autor principal, Robert Reenan, profesor de Biología en el Departamento de Biología Molecular, Biología Celular y Bioquímica en Brown, en los primeros días de la investigación, el catálogo de estos sitios fue determinado por casualidad, cuando los investigadores de los genes de interés descubrieron un sitio, el número de estos creció lentamente.
Varios intentos más recientes por catalogar los sitios de edición de ARN han dado lugar a catálogos más grandes, pero en ellos que figuran muchos errores. Para evitarlos, Reenan y sus colegas, entre ellos el autor principal y el estudiante graduado Georges St. Laurent, validaron cuidadosamente 1.799 de los sitios. En colaboración con Charles Lawrence, profesor de matemáticas aplicadas y coautor principal del artículo, señalaron otros 1.782 sitios.
En total, la metodología del equipo les permitió estimar que la lista combinada de 3.581 sitios directamente observados y predichos tiene un 87 por ciento de precisión. Los investigadores utilizaron el probado y validado método Sanger de secuenciación para volver a revisar todos los sitios de edición que se habían encontrado con la tecnología de alto rendimiento llamada secuenciación de una sola molécula candidata.
Así, compararon el ARN secuenciado de una población de moscas de la fruta con su ADN secuenciado y el ARN de otra población de moscas diseñadas con ingeniería genética para carecer de la enzima de edición de ADAR. Al comparar estas tres secuencias, fueron capaces de ver que los cambios de la A a la G no pueden atribuirse a las anomalías en el ADN (es decir, las mutaciones o polimorfismos de un solo nucleótido) y que nunca se produjeron en las moscas sin capacidad de edición.
Los investigadores descubrieron que una cantidad considerable de edición se produce en las secciones de ARN que no codifican proteínas y que, por lo general, hay más empalme alternativo de ARN.
La investigación también demostró que los ARN que están más fuertemente editados tienden a expresarse en menor medida, disminuyendo la frecuencia con que se ponen en acción en el organismo.
La lista base asciende a 3.581 sitios en los que la enzima ADAR podría intercambiar una "A " de nucleótidos por una " G" en una molécula de ARN. Este aparentemente pequeño ajuste significa mucho, ya que cambia la forma en que las instrucciones genéticas en el ADN se ponen en acción en el organismo de la mosca, que afectan a muchas funciones fundamentales, como el desarrollo neuronal y el género adecuado. En los seres humanos, perturbaciones en la edición del ARN están fuertemente implicadas en esclerosis lateral amiotrófica (ELA) y la enfermedad Acardi-Gutieres.
La nueva lista de sitios de edición, por lo tanto, podría ayudar a miles de investigadores que estudian las moléculas de ARN que se transcribe a partir de ADN, el llamado " transcriptoma, por el suministro de información fiable sobre los miles de cambios de edición que pueden ocurrir. Según relata el autor principal, Robert Reenan, profesor de Biología en el Departamento de Biología Molecular, Biología Celular y Bioquímica en Brown, en los primeros días de la investigación, el catálogo de estos sitios fue determinado por casualidad, cuando los investigadores de los genes de interés descubrieron un sitio, el número de estos creció lentamente.
Varios intentos más recientes por catalogar los sitios de edición de ARN han dado lugar a catálogos más grandes, pero en ellos que figuran muchos errores. Para evitarlos, Reenan y sus colegas, entre ellos el autor principal y el estudiante graduado Georges St. Laurent, validaron cuidadosamente 1.799 de los sitios. En colaboración con Charles Lawrence, profesor de matemáticas aplicadas y coautor principal del artículo, señalaron otros 1.782 sitios.
En total, la metodología del equipo les permitió estimar que la lista combinada de 3.581 sitios directamente observados y predichos tiene un 87 por ciento de precisión. Los investigadores utilizaron el probado y validado método Sanger de secuenciación para volver a revisar todos los sitios de edición que se habían encontrado con la tecnología de alto rendimiento llamada secuenciación de una sola molécula candidata.
Así, compararon el ARN secuenciado de una población de moscas de la fruta con su ADN secuenciado y el ARN de otra población de moscas diseñadas con ingeniería genética para carecer de la enzima de edición de ADAR. Al comparar estas tres secuencias, fueron capaces de ver que los cambios de la A a la G no pueden atribuirse a las anomalías en el ADN (es decir, las mutaciones o polimorfismos de un solo nucleótido) y que nunca se produjeron en las moscas sin capacidad de edición.
Los investigadores descubrieron que una cantidad considerable de edición se produce en las secciones de ARN que no codifican proteínas y que, por lo general, hay más empalme alternativo de ARN.
La investigación también demostró que los ARN que están más fuertemente editados tienden a expresarse en menor medida, disminuyendo la frecuencia con que se ponen en acción en el organismo.
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