Análisis genómico de alta resolución del transcriptoma mitocondrial: un nuevo nivel de complejidad genética

En el citoplasma de cada célula humana existen varios cientos de mitocondrias, orgánulos que constituyen los motores de la célula, y proporcionan la energía necesaria para su supervivencia. Cada mitocondria contiene varias copias de su genoma, el cual codifica para 2 ARN ribosómicos, 22 ARN de transferencia y 13 polipéptidos que forman parte de la maquinaria molecular necesaria para llevar a cabo su función. Actualmente se conocen diferentes mutaciones en el ADN mitocondrial que causan enfermedades humanas, sin embargo la información acerca de la variabilidad generada en el procesado del ARN mitocondrial o cómo puede afectar al estado de salud de un individuo, es escasa.

Un equipo de la Universidad de Montreal acabaMitochondria de publicar un estudio en la revista Science, donde analiza la variabilidad genética del transcriptoma mitocondrial a nivel individual y  poblacional. Mediante la secuenciación y análisis del ARN mitocondrial, el grupo de investigadores observó que la variabilidad dentro de un individuo es mayor de la esperada, con numerosas posiciones en el ARN que contienen más de un alelo, a diferencia del ADN mitocondrial donde las posiciones permanecen intactas. Además, se encontraron patrones de modificación post-transcripcional en algunos de estos sitios variables, especialmente en determinadas posiciones de algunos ARNs de transferencia. Para determinar el origen de esta variación, el equipo llevó a cabo un estudio de asociación con el genoma nuclear completo en el que se encontró un cambio no sinónimo (qué produce cambio de aminoácido) en el gen MRPP3 (Mitochondrial ribonuclease P protein 3), que explica un 22% de la variabilidad observada en las posiciones específicas de los ARNt. El gen MRPP3 codifica para una ribonucleasa mitocondrial implicada en el procesamiento de los transcritos mitocondriales de las proteínas del sistema de producción de energía, lo que sugiere que el cambio no sinónimo podría tener implicaciones en el metabolismo.

Los resultados de estos investigadores muestran la elevada resolución con la que se puede analizar en la actualidad el material genético humano y profundizan en el concepto de variabilidad genética dentro de un mismo individuo, además de confirmar nuevamente la compleja interacción entre la regulación de los genes mitocondriales y nucleares. En este estudio, la variación en un gen nuclear, MRPP3, contribuye a la modificación transcripcional del ARN mitocondrial y potencialmente a la producción de energía en las células. Las consecuencias que este mecanismo puede tener en la salud humana quedan por determinar pero dados los diferentes requerimientos energéticos del amplio abanico de tejidos de que disponemos, pequeños cambios energéticos pueden suponer grandes diferencias.

 

Referencias: Hodgkinson A, Idaghdour Y, Gbeha E, Grenier JC, Hip-Ki E, Bruat V, Goulet JP, de Malliard T, Awadalla P. High-resolution genomic analysis of human mitochondrial RNA sequence variation. Science. 2014 Apr 25;344(6182):413-5. doi: 10.1126/science.1251110.http://www.sciencemag.org/content/344/6182/413.short

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