La inestabilidad genómica, como puede ser la pérdida de un cromosoma o la mala duplicación del ADN, es la principal fuente de mutaciones en el genoma y el principal motor de la transformación tumoral. Una de las causas de la inestabilidad genómica es la falta de coordinación entre los procesos celulares como la producción de proteínas y la duplicación del genoma que tiene lugar durante el ciclo de división de la célula.
Una investigación realizada por investigadores del Departamento de Ciencias Experimentales y de la Salud (CEXS) de la UPF ha identificado un mecanismo de control con el que las células coordinan estos dos procesos, llamados de replicación y de transcripción del ADN, con el objetivo de evitar posibles daños en el genoma que originen futuras enfermedades.
El estudio Multiple signaling kinase target Mrc1 to prevent Genomic instability triggered by Transcripción-replication conflicts ha publicado hoy en la revista Nature Communications, y permite abrir un nuevo camino inexplorado en el diagnóstico y el pronóstico de enfermedades asociadas a la inestabilidad genómica.
La investigación la ha llevado a cabo el Grupo de Investigación en Señalización Celular, que dirigen los investigadores Francesc Posas y Eulàlia de Nadal. También ha contado con la colaboración de investigadores del Centro Andaluz de Biología Molecular y Medicina Regenerativa (CABIMER).
Es a través de esta proteína que se activa el mecanismo de control que permite coordinar las estrategias para prevenir los conflictos entre los procesos de replicación y de transcripción de las células.
La replicación es el mecanismo molecular mediante el cual el ADN produce una copia de sí mismo. Cada vez que una célula se divide, el genoma entero debe ser duplicado para poder ser transmitido a la descendencia. Por su parte, la transcripción consiste en el proceso de síntesis de proteínas, encargadas de hacer funcionar las células de manera rutinaria.
En determinadas situaciones, como por ejemplo ante cambios repentinos en las condiciones ambientales, la célula aumenta la demanda de proteínas para protegerse de las agresiones exteriores. En estas condiciones especiales es imprescindible una coordinación perfecta entre la alta producción proteica y la duplicación del genoma para prevenir conflictos entre los dos procesos y la consecuente inestabilidad genómica.
Proteger el proceso de duplicación del genoma es vital porque en este intervalo de tiempo el ADN es especialmente susceptible a sufrir alteraciones que pueden comprometer las funciones celulares y, por tanto, que pueden ser heredadas por la célula hija.
Un aumento en la demanda de la producción de proteínas cuando hay cambios en las condiciones ambientales al tiempo que se está duplicando el genoma es una situación muy comprometida por las células. En estas circunstancias, la maquinaria de copia del ADN y la maquinaria que permite la producción de proteínas se encuentran viajando por el mismo genoma, lo que las expone a una probable colisión entre ellas. Si esto ocurre, el ADN puede sufrir graves lesiones y quedar alterado.
En este estudio se ha identificado un mecanismo de control, regulado por la proteína Mrc1, que coordina y para el proceso de duplicación del genoma para evitar el choque y la consecuente inestabilidad genómica. Garantiza la integridad genómica de la célula y su viabilidad ante agresiones ambientales.
La relevancia del descubrimiento abre una vía para entender cómo las células de nuestro organismo que no coordinan correctamente la producción de proteínas y la duplicación del genoma sufren cambios en su genoma e inician un proceso de proliferación descontrolada.
Trabajo de referencia:
Alba Duch, Berta Canal, Sonia I. Barroso, María García-Rubio, Gerhard Seisenbacher, Andrés Aguilera, Eulàlia de Nadal i Francesc Posas. Multiple signaling kinases target Mrc1 to prevent genomic instability triggered by transcription-replication conflicts. Nature Communications. doi: 10.1038/s41467-017-02756-x. Gener del 2018
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