Un dúo molecular que regula la expresión de genes neurales

Amparo Tolosa, Genética Médica News

 

diferenciación neuronal. Imagen cortesía de Veronica LaPadula.

Terminación nerviosa, una de las especializaciones de las neuronas. Imagen cortesía de Veronica La Padula.

¿Qué hace que una célula se convierta en neurona y no en otro tipo celular? A lo largo del desarrollo las células precursoras expresan secuencialmente diferentes conjuntos de genes que terminan definiendo o especificando su destino hacia unas funciones y características concretas, es decir, hacia un tipo celular específico.

Un estudio dirigido por el King’s College London acaba de revelar un mecanismo por el que las neuronas adquieren esta especificidad durante el desarrollo, al identificar un dúo molecular, formado por la proteína de unión al ARN tristetraprolin (TTP) y el microARN miR-9, que regula la acumulación y expresión de muchos de los ARN mensajeros neurales.

Con el objetivo de determinar cómo se regula la expresión de múltiples conjuntos de genes con tanta precisión en el tiempo y en el espacio, los investigadores se concentraron en un aspecto concreto: la estabilidad de los ARN mensajeros – moléculas intermediarias entre los genes y las proteínas para las que codifican. Concretamente estudiaron unas marcas específicas en los ARN mensajeros con las que pueden interaccionar otras proteínas para desestabilizarlos y con ello influir en la mayor o menor producción proteica.

Lo primero que encontraron fue que los niveles de los ARNs mensajeros que contienen regiones de unión a proteínas que interaccionan con el ARN para desestabilizarlo, aumentan durante la diferenciación neural. A continuación, observaron que muchos de los mencionados ARNs mensajeros son diana de la proteína de unión al ARN tristetraprolin o TTP, cuya ruta molecular es inactivada durante la diferenciación de las células nerviosas. De hecho, los investigadores comprobaron que esta inactivación es necesaria para que las células se diferencien en neuronas. Además, en el proceso de inactivación TTP interviene el microARN miR-9. Así, en las células precursoras los niveles y actividad de TTP son elevados y pueden promover la desestabilización de los ARN mensajeros neurales, evitando su acumulación en la célula. Una vez las células nerviosas inician el proceso de diferenciación miR-9 participa en la desactivación de TTP y los ARN mensajeros de genes neurales pueden acumularse para su expresión en las neuronas.

“La regulación coherente de múltiples genes puede conllevar sustanciosos problemas logísticos,” indica Eugene Makeyev, uno de los autores del trabajo. “Nuestro trabajo sugiere que la regulación ajustada de la estabilidad del mensajero es un importante mecanismo en la dirección de los cambios de expresión génica que se producen durante el desarrollo normal del cerebro.”

Gracias a estudios previos ya se conocía el papel de TTP desestabilizando mensajeros de ARN codificantes para factores de crecimiento u oncogenes, pero esta es la primera vez que se asocia su función, o más bien la ausencia de ella a la diferenciación neuronal. Los autores del trabajo indican que los resultados obtenidos abren nuevas posibilidades para mejorar la conversión de células no nerviosas en neuronas con fines terapéuticos o de investigación, así como ampliar el estudio de los mecanismos por los que, en algunas células tumorales, se produce la sobreexpresión de antígenos onconeurales.

Referencia: Dai W, et al. A post-transcriptional mechanism pacing expression of neural genes with precursor cell differentiation status. Nat Commun. 2015 Jul 6;6:7576. doi: 10.1038/ncomms8576.

Fuente: http://www.kcl.ac.uk/ioppn/depts/devneuro/newsevents/newsrecords/2015/July/Eugene.aspx

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