Transposones Tethering
Drosophila melanogasterWIKIMEDIA, ANDRÉ KARWATHLa mayoría de los genomas albergan elementos de ADN móviles y rebeldes que pueden causar mutaciones potencialmente dañinas. Los transposones, que se cree que están relacionados con los virus, pueden copiarse a sí mismos e insertarse aleatoriamente en el genoma. Un artículo publicado hoy (15 de octubre) en Science proporciona una mayor comprensión de cómo las células apagan estos genes saltadores rebeldes. Greg Hannon del Cancer Research UK Cambridge Institute y sus colegas han identificado una proteína en las moscas de la fruta que parece detener los transposones antes de que comiencen a saltar.
“Esta es una montaña de trabajo impresionante, una enorme cantidad de datos, [cuyo resultado] es que ahora entendemos algo sobre cómo los piRNA están silenciando transcripcionalmente sus objetivos” dijo el genetista molecular Keith Slotkin de la Universidad Estatal de Ohio, quien no participó en el trabajo. «Sabíamos que esto estaba sucediendo, pero el mecanismo era todo signos de interrogación y gestos con las manos».
Los ARN que interactúan con piwi, o piRNA, son cortos…
De hecho, con la excepción de la propia Piwi y una proteína llamada Asterixa, componente específico del núcleo de los complejos de Piwi, se desconocía la maquinaria responsable del silenciamiento transcripcional de los transposones. Para identificar posibles candidatos, el equipo de Hannon examinó los resultados de sus propias pantallas genómicas y de otros para los componentes de la ruta piRNA en la mosca de la fruta Drosophila melanogaster, y encontró uno que parecía encajar perfectamente: la proteína CG9754.
La supresión de CG9754 en los ovarios de la mosca de la fruta no solo incrementó la transcripción del transposón, sino que también borró las marcas epigenéticas represivas normalmente presentes en los loci del transposón suprimido, lo que indica que la proteína estaba actuando en los loci genéticos en lugar de postranscripcionalmente.
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Sin embargo, el equipo de Hannon supuso que lo más probable era que CG9754 se dirigiera a las transcripciones nacientes en los loci en lugar del ADN. Por un lado, los complejos Piwi-piRNA se unen a las transcripciones en el citoplasma, explicó Hannon. Además, estudios previos sugirieron que el silenciamiento de los transposones en el núcleo dependía, de manera un tanto contradictoria, de su transcripción.
Para probar si CG9754 estaba actuando como sospechaban, el equipo ideó un método para reclutar artificialmente CG9754 en el naciente Transcripción de ARN de un gen reportero, y luego integró el reportero en el genoma de la mosca de la fruta. Los investigadores demostraron que cuando se une de esta manera, CG9754 puede suprimir la expresión del gen informador y establecer marcas epigenéticas represivas en el locus informador. Reclutar a Asterix o Piwi para el ARN de los reporteros de la misma manera no dio como resultado una represión transcripcional o epigenética. Hannon dijo que cree que CG9754 forma un puente entre los componentes muy específicos de la ruta del piRNA [Asterix y Piwi] y la maquinaria general de silenciamiento de la transcripción.
De hecho, el equipo luego demostró que CG9754 interactuaba directamente con Piwi y utilizó una serie de proteínas reguladoras epigenéticas para ejercer sus efectos supresores.
Concluyendo que CG9754 era claramente un componente crítico del silenciamiento transcripcional mediado por Piwi, el equipo optó por darle a la proteína un apodo pegadizo: Panoramix después del amigo de apoyo del personaje de tira cómica Astérix.
La supresión de la actividad del transposón, especialmente en las células de la línea germinal, es esencial para preservar la integridad del genoma. Si pierdes esta maquinaria, eres estéril, dijo Hannon. Es universalmente esencial para la fertilidad.
Aunque la vía Piwi-piRNA está altamente conservada en muchas especies, incluidos los mamíferos, Panoramix no parece tener un equivalente en mamíferos. Estoy seguro de que hay uno, pero no es obvio, dijo Hannon. Es algo que hay que investigar más a fondo.
Aunque los detalles pueden diferir entre las células de mamíferos y las de drosófila, dijo Moran, el trabajo abre nuevos caminos para la exploración, que es lo que se supone que debe hacer la buena ciencia. .
Y. Yu et al., Panoramix refuerza el silenciamiento cotranscripcional dependiente de piRNA, Science, 350:339-342, 2015 .
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