Los glicanos pueden unirse al ARN, sugieren los hallazgos iniciales
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P or primera vez, los científicos han descubierto que los azúcares complejos llamados glicanos pueden unirse a algunas moléculas de ARN, según una preimpresión de bioRxiv publicada el 30 de septiembre. Los hallazgos podrían alterar sustancialmente la percepción actual de la función de los ARN.
Realmente no existe un marco en la biología tal como la conocemos hoy que explicaría cómo el ARN y los glucanos podrían estar en el mismo lugar al mismo tiempo, y mucho menos estar conectados entre sí, autor principal Carolyn Bertozzi, bióloga química de la Universidad de Stanford, le dice a The Scientist.
El laboratorio de Bertozzi encontró los azúcares unidos al ARN mientras estudiaba la glicosilación, una reacción en la que las moléculas de azúcar se unen a las proteínas o otras moléculas orgánicas, en una línea celular humana. La glicosilación tiene muchas funciones, incluida la de ayudar a que las proteínas se plieguen y las células se adhieran entre sí, y es el mecanismo detrás de los diferentes tipos de sangre. El primer autor Ryan Flynn, un postdoctorado en el laboratorio de Bertozzi, estaba tratando de etiquetar glicoproteínas cuando vio lo que parecía ser un glicano unido al ARN, un hallazgo sorprendente que los investigadores nunca habían visto antes. Investigaciones posteriores determinaron que los azúcares llamados glicanos ligados a N se adherían a un subconjunto de moléculas de ARN no codificantes, incluidos los pequeños ARN Y, que pueden tener un papel en la replicación del ADN.
Fue un descubrimiento realmente extraño. Al principio éramos escépticos. . . Tratamos de derribarlo de todas las formas que se nos ocurrieron, y siguió aguantando, dice Bertozzi.
Trataron de separar las proteínas de la muestra, pero después de una variedad de tratamientos encontraron que la muestra solo era sensible a las enzimas que cortaban el ARN. Nos quedamos con la respuesta de que era ARN, dice Flynn a The Scientist. Investigaciones posteriores sugirieron que este ARN, que los investigadores denominaron glicoARN, también se encuentra en cultivos de células de ratón y hámster y en células que se tomaron de ratones vivos.
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Los investigadores aún no saben cómo se unen el ARN y los azúcares, porque era imposible separar los dos biopolímeros excepto mediante el uso de enzimas para digerir el ARN o el azúcar. Creen que el ARN y el glucano están conectados entre sí de alguna manera a través de algún enlace que no es una proteína, o al menos no es una proteína reconocida por una proteasa, dice Bertozzi, y agrega que la conexión podría formarse directamente mediante enlaces covalentes.
El ARN normalmente se encuentra solo en el núcleo y el citosol de las células, mientras que se cree que la glicosilación ocurre en el retículo endoplásmico y los cuerpos de Golgi. Para que los dos biopolímeros se encuentren juntos, el ARN o los glucanos deben ingresar a uno de estos compartimentos celulares de una manera que antes no se detectó, o puede haber una molécula que actúe como intermediario. Sea lo que sea, es una biología completamente desconocida, dice Bertozzi.
Se sabe que muchos de los glicoARN que se observaron contienen ARN a los que se unen los anticuerpos en enfermedades autoinmunes como el lupus. Actualmente se desconoce por qué estos ARN podrían provocar una respuesta inmunitaria.
El glucano (arriba a la izquierda) y el ARN (abajo a la derecha) están conectados por un intermediario desconocido en esta posible estructura de glicoARN. RYAN FLYNN
Otros investigadores de ARN expresó su entusiasmo por el artículo e instó a realizar más investigaciones. Este documento, si se verifica, sin duda abriría una dirección completamente nueva de investigación que investiga la expresión génica, la regulación génica, el control de calidad de la transcripción y la renovación del ARN, Richard Cummings, profesor de cirugía en la Escuela de Medicina de Harvard y director del Centro Nacional para Functional Glycomics que no participó en el estudio, le dice a The Scientist.
Me sorprendió y me emocionó verlo. Es una observación inesperada y que invita a la reflexión, dice Torsten Krude de la Universidad de Cambridge, un investigador de Y RNA que tampoco participó en el trabajo. Si los resultados son consistentes y verificados por otros, y si pasa la prueba del tiempo y el escrutinio, sería un aspecto nuevo y emocionante para la biología del ARN.
Bertozzi y Flynn han recibido comentarios de otros investigadores desde que anunció la preimpresión en Twitter. Creo que cuantos más aportes obtengamos, mejor podremos hacer el trabajo para profundizar y llegar al fondo de esto, dice Bertozzi.
RA Flynn et al., Mammalian Y RNAs are modificado en residuos discretos de guanosina con N-glucanos, bioRxiv, doi.org/10.1101/787614, 2019.
Emily Makowski es pasante en El científico. Envíele un correo electrónico a emakowski@the-scientist.com.