Instituto Max Planck para la Investigación del Corazón y los Pulmones

Defectos genéticos sin consecuencias

ARNm de genes defectuosos empuja mecanismo de compensación

12 de abril de 2019

Muchas enfermedades son causadas por defectos genéticos. Sin embargo, su gravedad puede variar de un paciente a otro y, en algunos casos, se pueden dar formas leves de progresión. Los científicos del Instituto Max Planck para la Investigación del Corazón y los Pulmones en Bad Nauheim descifraron un mecanismo molecular responsable de este fenómeno: el ARNm del gen defectuoso asegura que los genes relacionados se activen y compensen el fallo. Los investigadores esperan poder utilizar este mecanismo para enfoques terapéuticos.

La compensación genética no se produce ante la audencia de ARNm mutante. La imagen muestra el sistema vascular en el embrión de un pez cebra de dos días de vida. Cuando el ARNm derivado de un gen defectuoso no está presente, el sistema vascular no se desarrolla correctamente (imagen inferior). Aumentar imagen
La compensación genética no se produce ante la audencia de ARNm mutante. La imagen muestra el sistema vascular en el embrión de un pez cebra de dos días de vida. Cuando el ARNm derivado de un gen defectuoso no está presente, el sistema vascular no se desarrolla correctamente (imagen inferior). [menos]

Los genes defectuosos son responsables de una serie de enfermedades graves. Un ejemplo es la fibrosis quística, cuyos síntomas graves se deben a una proteína defectuosa. Esta malformación es a su vez causada por un defecto en el gen de codificación. Los genes responsables de la mayoría de este tipo de enfermedades ya habían sido previamente identificados.

Como enfoque experimental para descifrar la función de un gen, los investigadores usualmente alteran los genes. Esto sucede, por ejemplo, introduciendo mutaciones. Sin embargo, tal cambio no siempre afecta al organismo. Por ejemplo, los estudios en animales a menudo muestran que no se produce el efecto esperado después de la desactivación del gen. Los investigadores hablan en este caso de un "fenotipo faltante". Las causas son en gran parte desconocidas. Una posible explicación es que en caso de falla de un producto genético, sus tareas son asumidas por otras proteínas que actúan de manera similar. Sin embargo, no está claro si y a través de qué otros mecanismos moleculares se compensa la falla de genes individuales.

Los científicos del Instituto Max Planck para la Investigación del Corazón y los Pulmones en Bad Nauheim utilizaron herramientas novedosas como CRISPR para decodificar una maquinaria molecular de este tipo mostrando que las consecuencias de un defecto genético son mitigadas por  los genes relacionados, que son ahora más activos. "Sobre la base de datos de estudios anteriores, asumimos que un defecto en un gen podría producir que genes relacionados sean más activos en la expresión de sus productos genéticos. Estas proteínas, que son similares a la proteína original, asumirían, entonces, sus tareas ", explica Mohamed El-Brolosy del departamento de Didier Stainier y el primer autor del estudio. "Detrás de esta compensación genética hay una maquinaria molecular compleja". El grupo de Stainier pudo descifrar los procesos complejos utilizando experimentos en ratones y pez cebra.

Noticia completa en inglés

 
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