Descubierta la proteína que regula la reparación del ADN durante la formación de los espermatozoides

Barcelona (23/04/2015) - Redacción

• Investigadores de la UAB han descubierto que la inhibición de la función de una proteína, llamada ATM, podría favorecer la aparición de anomalías genéticas durante el proceso de generación de los espermatozoides

• La inhibición de esta proteína podría generar problemas de fertilidad

Investigadores del Departamento de Biología Celular, Fisiología e Inmunología, y del Instituto de Biotecnología y Biomedicina de la UAB, encabezados por el Dr. Ignasi Roig, han descubierto que la vía de señalización -una activación en cascada de diferentes moléculas- desencadenada por la proteína ATM, regula la reparación del ADN durante la meiosis en espermatocitos, el proceso de división celular que da lugar a los espermatozoides.

En experimentos utilizando ratones modificados genéticamente, los investigadores han observado que cuando se elimina la proteína ATM, o si se reduce su activación, los espermatocitos que presentan roturas en el genoma no bloquean su ciclo celular y por lo tanto tienen la capacidad de progresar más de lo normal, pese a no haber reparado correctamente las roturas originadas en el ADN.

De esta manera, la investigación demuestra que las mutaciones que afecten a la vía de señalización dependiente de la proteína ATM, así como los fármacos que inhiban la función de esta vía de señalización, como es el caso de algunos fármacos antitumorales, podrían originar problemas de fertilidad en humanos.

El descubrimiento permite profundizar en los mecanismos que regulan la formación de los gametos (óvulos y espermatozoides). Es bien sabido que la proteína ATM es una de las principales implicadas en la respuesta al daño en el ADN en las células somáticas (cualquiera de las células que forman parte de nuestro organismo, exceptuando las de la línea germinal). Este estudio, publicado recientemente en PLOS Genetics pone de manifiesto que, en el caso particular de las células meióticas como los espermatocitos, la vía de señalización de la proteína ATM también participa en el sistema de control de la progresión del ciclo celular en respuesta al daño en el ADN, lo que hasta ahora se desconocía.

Reparación genética

En la reproducción sexual es necesario que se fusionen dos gametos (óvulo y espermatozoide) y combinen su material genético para dar lugar a un embrión. Por tanto, el número de cromosomas de estas células se reducirá a la mitad mediante una división celular especializada llamada meiosis. Al inicio de la meiosis, en las células germinales se promueve la generación intencionada de múltiples roturas de doble cadena en el ADN a lo largo de todo el genoma. La reparación de estas roturas en el ADN, mediante un proceso llamado recombinación homóloga, permite que los cromosomas homólogos se apareen de dos en dos para garantizar una segregación equilibrada durante la división meiótica y evitar así que se formen gametos con un número incorrecto de cromosomas, que podrían dar lugar a enfermedades cromosómicas generadas por la presencia de aneuploidías (como por ejemplo el síndrome de Down, entre otros) o abortos espontáneos.

Dado que los errores en la reparación de las roturas en el ADN pueden generar inestabilidad en el genoma, la reparación de estas roturas es un proceso altamente regulado. Es, por tanto, esencial la existencia de mecanismos de control que detecten errores en este proceso y detengan el ciclo celular para permitir a la célula reparar las roturas, y en el caso de que esto no sea posible, eliminar la célula dañada.