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Encuentran un potencial papel de la secuencia del “ADN basura” en el envejecimiento y el cáncer

Universidad Estatal de Washington
Laboratorio de Zhu, identificaron una región de ADN conocida como VNTR2-1 que parece impulsar la actividad del gen de la telomerasa. Imagen: Universidad Estatal de Washington

El cuerpo humano está compuesto por billones de células vivas. Envejece a medida que envejecen sus células, lo que ocurre cuando esas células finalmente dejan de replicarse y dividirse. Los científicos saben desde hace mucho tiempo que los genes influyen en cómo envejecen las células y en cuánto tiempo viven los humanos, pero no está claro cómo funciona exactamente.

En este sentido, los hallazgos de un nuevo estudio dirigido por investigadores de la Universidad Estatal de Washington han resuelto una pequeña pieza de ese rompecabezas, acercando a los científicos un paso más hacia la solución del misterio del envejecimiento.

Un equipo de investigación encabezado por Jiyue Zhu, profesor de Ciencias Farmacéuticas, identificó recientemente una región de ADN conocida como VNTR2-1 que parece impulsar la actividad del gen de la telomerasa, que se ha demostrado que previene el envejecimiento en ciertos tipos de células, incluidas las células reproductoras y las células cancerosas. El estudio fue publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

El gen de la telomerasa controla la actividad de la enzima telomerasa, que ayuda a producir telómeros, las tapas al final de cada hebra de ADN que protegen los cromosomas dentro de nuestras células. En las células normales, la longitud de los telómeros se acorta un poco cada vez que las células duplican su ADN antes de dividirse. Cuando los telómeros se acortan demasiado, las células ya no pueden reproducirse, lo que hace que envejezcan y mueran. Sin embargo, en ciertos tipos de células, incluidas las células reproductoras y las células cancerosas, la actividad del gen de la telomerasa asegura que los telómeros vuelvan a tener la misma longitud cuando se copia el ADN. Esto es esencialmente lo que reinicia el reloj de envejecimiento en la nueva descendencia, pero también es la razón por la que las células cancerosas pueden continuar multiplicándose y formando tumores.

Saber cómo se regula y activa el gen de la telomerasa y por qué solo está activo en ciertos tipos de células podría ser, algún día, la clave para comprender cómo envejecen los seres humanos y cómo detener la propagación del cáncer. Es por eso que Zhu ha centrado los últimos 20 años de su carrera como científico únicamente en el estudio de este gen.

No más basura

Zhu dijo que el último hallazgo de su equipo de que VNTR2-1 ayuda a impulsar la actividad del gen de la telomerasa es especialmente notable debido al tipo de secuencia de ADN que representa.

“Casi el 50% de nuestro genoma consiste en ADN repetitivo que no codifica proteínas”, dijo Zhu. “Estas secuencias de ADN tienden a ser consideradas como ‘ADN basura’ o materias oscuras en nuestro genoma, y son difíciles de estudiar. Nuestro estudio describe que una de esas unidades en realidad tiene una función en la que mejora la actividad del gen de la telomerasa”.

Su hallazgo se basa en una serie de experimentos que encontraron que la eliminación de la secuencia de ADN de las células cancerosas, tanto en una línea celular humana como en ratones, provocó que los telómeros se acortaran, las células envejecieran y los tumores dejaran de crecer. Posteriormente, realizaron un estudio que analizó la longitud de la secuencia en muestras de ADN tomadas de centenarios caucásicos, afroamericanos y participantes de control en el Georgia Centenarian Study, un estudio que siguió a un grupo de personas de 100 años o más entre 1988 y 2008. Los investigadores encontraron que la longitud de la secuencia variaba desde tan solo 53 repeticiones (o copias) del ADN hasta 160 repeticiones.

“Varía mucho, y nuestro estudio en realidad muestra que el gen de la telomerasa es más activo en personas con una secuencia más larga”, dijo Zhu.

Dado que solo se encontraron secuencias muy cortas en participantes afroamericanos, observaron más de cerca a ese grupo y encontraron que había relativamente pocos centenarios con una secuencia VNTR2-1 corta en comparación con los participantes de control. Sin embargo, Zhu dijo que vale la pena señalar que tener una secuencia más corta no significa necesariamente que su vida útil sea más corta, porque significa que el gen de la telomerasa es menos activo y la longitud de sus telómeros puede ser más corta, lo que podría hacer que sea menos probable que desarrolle cáncer.

“Nuestros hallazgos nos dicen que esta secuencia VNTR2-1 contribuye a la diversidad genética de cómo envejecemos y cómo contraemos el cáncer”, dijo Zhu. “Sabemos que los oncogenes, o genes del cáncer, y los genes supresores de tumores no explican todas las razones por las que contraemos cáncer. Nuestra investigación muestra que la imagen es mucho más complicada que una mutación de un oncogén y es un caso sólido para expandir nuestra investigación para observar más de cerca este llamado ADN basura”.

Zhu señaló que, dado que los afroamericanos han estado en los Estados Unidos durante generaciones, muchos de ellos tienen antepasados caucásicos de los que pueden haber heredado parte de esta secuencia. Entonces, como próximo paso, él y su equipo esperan poder estudiar la secuencia en una población africana.

Fuente: Universidad Estatal de Washington

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