La Universidad de Jefferson sacudió los dogmas científicos: “Las células humanas escriben secuencias de ARN en el ADN”


Filadelfia EE. UU. – 11 de junio de 2021 La Universidad Jefferson Thomas ha sacudido la ciencia y sus creencias con un trabajo recién publicado en Science Advances.

Con un comunicado de prensa, Jefrson Thomas Universiti anuncia:

Las células contienen maquinaria que replica el ADN en un nuevo ensamblaje que entra en una célula recién formada. Esta misma clase de máquinas, llamadas polimerasas, también construyen mensajes de ARN, que son similares a las notas copiadas de un depósito central de recetas de ADN, por lo que se pueden leer de manera más eficiente en proteínas. Pero se pensaba que los polímeros funcionaban en una sola dirección, desde el ADN hasta el ADN o el ARN. Esto evita que los mensajes de ARN se reescriban en el libro de cocina maestro de ADN genómico.

Ahora, los investigadores de la Universidad Thomas Jefferson están proporcionando la primera evidencia de que los segmentos de ARN se pueden reescribir en el ADN, lo que podría desafiar el dogma central de la biología y podría tener amplias implicaciones que afectan a muchas áreas de la biología.

“Este trabajo abre la puerta a muchos otros estudios que nos ayudarán a comprender la importancia de un mecanismo para convertir los mensajes de ARN en ADN en nuestras células, – Richard Pomerantes, PhD, profesor asociado de bioquímica y biología molecular en la Universidad Thomas Jefferson dice: El hecho de que la polimerasa humana pueda hacer esto de manera tan eficiente plantea muchas preguntas ”. Por ejemplo, este hallazgo sugiere que los mensajes de ARN pueden usarse como plantillas para reparar o reescribir el ADN genómico.

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Trabajo publicado el 11 de junio ° en la revista progreso de la ciencia .

En colaboración con el primer autor Gurushankar Chandramouly y otros colaboradores, el equipo del Dr. Pomerantz ha comenzado a estudiar una polimerasa muy inusual llamada theta polimerasa. De las 14 ADN polimerasas en células de mamíferos, solo tres realizan la mayor parte del trabajo de duplicación de todo el genoma para prepararse para la división celular. Los 11 restantes están involucrados principalmente en la detección y reparación cuando las hebras de ADN se rompen o fallan. La theta polimerasa repara el ADN, pero es muy propensa a errores y causa muchos errores o mutaciones. Luego, los investigadores notaron que algunos de los rasgos “malos” de la theta polimerasa eran los que compartía con otra maquinaria celular, aunque más común en los virus: la transcripción inversa. Al igual que Pol theta, la transcriptasa inversa del VIH actúa como una ADN polimerasa, pero también puede unirse al ARN y volver a leer el ARN en la cadena de ADN.

En una serie de elegantes experimentos, los investigadores probaron la theta polimerasa contra la enzima transcriptasa inversa del VIH, que es una de las mejor estudiadas. Demostraron que la theta polimerasa era capaz de convertir los mensajes de ARN en ADN, lo que hizo además de la transcriptasa inversa del VIH, y que en realidad hizo un mejor trabajo al transcribir ADN a ADN. La theta polimerasa fue más eficiente y proporcionó menos errores al usar la plantilla de ARN para escribir nuevos mensajes de ADN, en comparación con la replicación del ADN en el ADN, lo que sugiere que esta función puede ser su principal objetivo en la célula.

El grupo colaboró ​​con el laboratorio del Dr. Xiaojiang S. Chen en la Universidad del Sur de California y utilizó cristalografía de rayos X para determinar la estructura y descubrió que esta molécula podía cambiar de forma para acomodar la molécula de ARN más masiva, un proyecto único entre las polimerasas. .

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Dice el Dr. Pomerantz “.

En células sanas, el propósito de esta molécula puede ser la reparación del ADN mediada por ARN. En las células enfermas, como las cancerosas, la theta-polimerasa se expresa en gran medida y promueve el crecimiento de las células tumorales y la resistencia a los fármacos. Será emocionante comprender mejor cómo la actividad de la tapolimerasa en el ARN contribuye a la reparación del ADN y la propagación de las células cancerosas “.

Esta investigación fue apoyada por las subvenciones del NIH 1R01GM130889-01, 1R01GM137124-01, R01CA197506 y R01CA240392. Esta investigación fue financiada en parte por una subvención de la Tower Cancer Research Foundation. Los autores no reportan conflicto de intereses.

Referencia del artículo Gurushankar Chandramuli, Jimin Zhao, Shane McDevitt, Timur Rusanov, Trung Hwang, Nikita Borissonnik, Taylor Trednik, Felicia Wednesday Lopez Colorado, Tatiana Kent, Labiba A. Siddique, Joseph Malone, Jacqueline Hoon, Zainab Chuda, Ekaterina, Kendrashark Xiaojiang S. Chen y Richard T. Pomerantz, “Pol theta reverse RNA transcripciones y promueve la reparación típica del RNA”, progreso de la ciencia , DOI: 10.1126 / sciadv.abf1771, 2021.

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