La regulación de la traducción—el proceso mediante el cual se controla la cantidad de proteína sintetizada a partir de su ARN mensajero (ARNm)— es un paso crucial para establecer el grado de expresión génica durante eventos tales como proliferación celular, diferenciación, desarrollo, funciones del sistema nervioso y, también, en enfermedades como el cáncer. En comparación con la regulación transcripcional (de ADN a ARN), el control de la traducción de los ARNm existentes—moléculas que contienen la información genética para la síntesis de proteínas— permite una respuesta más rápida a los estímulos.
La revista Nature Structural & Molecular Biology publica un estudio sobre la regulación de la traducción del ARN mensajero, realizado por los investigadores del Laboratorio de Control Translacional del Ciclo Celular y Diferenciación del Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona). Dirigido por Raúl Méndez, experto en la familia de proteínas CPEB, este estudio revela la interacción entre las proteínas CPEB1 y Musashi1 (Msi1) en la regulación de la traducción de los ARNm.
La familia de proteínas CPEB es responsable del control de los ARNm maternos mediante un proceso denominado poliadenilación citoplasmática. "En este estudio nuestro objetivo ha sido determinar si Msi1 y CPEB1 actúan de forma cooperativa para regular la poliadenilación del ARNm", explica Eulàlia Belloc, co-primera autora del estudio e investigadora asociada en el laboratorio de Méndez.
En el estudio, los investigadores han identificado que "a pesar de que la poliadenilación de los ARNm que contienen CPE se basa en CPEB1, para c-mos, net1 y probablemente otros ARNm, es necesario un sitio cercano de unión de Msi1 para remodelar la estructura secundaria del ARN para que CPE se haga accesible", explica Belloc.
A través de un análisis genómico de los mRNAs asociados a CPEB1 y Msi1 en la rana Xenopus laevis, los científicos han identificado 491 dianas comunes, revelando así una nuevo nivel de control translacional mediado por CPE. "Hemos estimado que podría haber más mRNAs co-regulados por CPEB1 y Msi1", destaca la investigadora.
Un código combinatorio
"Hace varios años nuestro laboratorio definió un código combinatorio en el que el número y la distancia del elemento de unión de CPEB (CPE) a la señal de poliadenilación, así como la presencia de elementos adicionales reguladores en cis —regiones no codificantes del ADN que regulan la transcripción de los genes cercanos—, determinan el patrón específico de transcripción espaciotemporal de la traducción", explica Eulàlia. Ahora, los hallazgos descritos en este trabajo profundizan en nuestro conocimiento del código combinatorio, lo que nos permite comprender mejor enfermedades como el cáncer, un proceso en el que esta regulación de la traducción se altera.
Este estudio ha recibido el apoyo de la Fundación Botín, Banco Santander (a través de Santander Universidades), la Asociación Española Contra el Cáncer (AECC), Worldwide Cancer Research, y el Ministerio de Economía, Industria y Competitividad (MINECO) a través de fondos FEDER.
Artículo de Referencia:
Laure Weill, Eulàlia Belloc, Chiara Lara Castellazzi and Raúl Méndez.
Musashi 1 regulates the timing and extent of meiotic mRNA translational activation by promoting the use of specific CPEs
Nature Structural and Molecular Biology (2017)
Imagen: Los experimentos de este estudio se han llevado a cabo en ovocitos (óvulos inmaduros) de Xenopus laervis, un modelo usado por el laboratorio para estudiar procesos fundamentales de regulación genética. Imagen: microscopía, Eulalia Belloc.
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