Estructuras de ADN de cuatro cadenas de largo alcance que desempeñan un papel en la enfermedad del envejecimiento
Crédito: Federica Raguseo
Se descubrió que una forma especial de ADN de cuatro cadenas, vista recientemente en células humanas, interactúa con un gen que causa el síndrome de Cockayne cuando está defectuoso.
Además de la clásica doble hélice, los investigadores han descubierto recientemente una gran cantidad de otras configuraciones de hebras de ADN, incluido el ADN de cuádruple hélice, que forma estructuras similares a nudos llamadas G-quadruplexes.
Mientras muchas de estas nuevas configuraciones de ADN solo se han observado en células en placas, los G-quadruplex se han observado recientemente en células humanas vivas. Sin embargo, no se han descubierto sus posibles funciones en las células.
Ahora, investigadores del Centro de Investigación de Ciencias Moleculares del Imperial College de Londres han observado una proteína llamada Síndrome B de Cockayne (CSB) que interactúa preferentemente con un tipo específico de G-cuádruplex. Estos cuádruplex G especiales surgen cuando interactúan partes distantes del ADN, algo que los investigadores pensaban que era imposible de formar dentro de las células.
Las proteínas CSB que funcionan normalmente no causan ningún efecto nocivo, pero las mutaciones del gen que produce CSB La proteína puede causar el síndrome de Cockayne, un trastorno fatal de envejecimiento prematuro, que mata a muchos pacientes antes de la edad adulta.
El equipo descubrió que las proteínas CSB con mutaciones que causan el síndrome de Cockayne ya no pueden interactuar con el G- cuádruplex. Si bien aún no sabemos por qué podría ser esto, los resultados del equipo, publicados hoy en el Journal of the American Chemical Society, sugieren que estos cuádruplex G de ADN de largo alcance están específicamente relacionados con el papel funcional de CSB.
Interacciones más complejas
El investigador principal, el Dr. Marco Di Antonio, del Departamento de Química de Imperial, dijo: «Nuestro ADN genómico tiene más de dos metros de largo, pero está comprimido en un espacio de solo unas pocas micras de diámetro. Por lo tanto, no debería sorprender que haya formas en que las estructuras en bucle de largo alcance se aprovechan para comprimir el ADN en interacciones más complejas de lo que imaginamos.
Crédito: Imperial College London
» Todavía hay mucho que no sabemos sobre el ADN, pero nuestros resultados muestran que cómo y dónde se forman las estructuras G-quadruplex afecta su función, lo que las hace biológicamente más importantes de lo que se pensaba».
Las hebras de ADN son increíblemente largos y están enrollados en estructuras apretadas para caber dentro de nuestras células. los buscadores habían asumido que los G-quadruplex se forman solo a partir de regiones de ADN que se encuentran una al lado de la otra. Sin embargo, el equipo descubrió G-quadruplex que se forman a partir de partes de la cadena de ADN que están espacialmente distantes entre sí.
Son estos G-quadruplex los que interactúan específicamente con la proteína CSB. El equipo muestra que CSB podría potencialmente usar los cuádruplex G para unir porciones distantes del ADN.
Aún no se ha determinado exactamente en qué resultados de la interacción, pero investigaciones independientes anteriores encontraron que las células sin CSB tienen dificultad para procesar el ADN alrededor de las secuencias con el potencial de formar G-quadruplexes.
El equipo de Imperial ahora descubrió que la forma mutada de CSB que causa el síndrome de Cockayne se siente específicamente atraída por los G-quadruplexes que unen porciones de ADN distantes . Esto podría significar que un mayor estudio del gen CSB mutado podría revelar la función biológica específica de estas estructuras de ADN de largo alcance.
Descubrimientos de enfermedades
A continuación, los investigadores quieren obtener imágenes del G- Los cuádruplex y el gen CSB funcional se unen para determinar exactamente qué hace la relación: si el CSB ayuda al G-cuádruplex a mantener unidas las dos regiones distantes del ADN, o si el CSB realmente inicia la ruptura de los G-cuádruplex una vez que se han formado. completaron su función, o una combinación de ambas.
La primera autora del estudio, Denise Liano, del Departamento de Química de Imperial, dijo: «Actualmente no existe una cura para el síndrome de Cockayne.
«Pero con más estudios sobre cómo interactúan los G-quadruplex y el gen detrás del síndrome de Cockayne, podemos aprender detalles que, con suerte, nos permitirán descubrir herramientas terapéuticas, como moléculas de diseño que pueden regular la interacción y luchar contra el envejecimiento prematuro causado por la enfermedad.»
«La proteína B del síndrome de Cockayne interactúa selectivamente y resuelve las estructuras cuádruplex G del ADN intermolecular», por Denise Liano, Souroprobho Chowdhury y Marco Di Antonio, se publica en Journal of the American Chemical Society.
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ADN raro de cuádruple hélice encontrado en células humanas vivas con sondas brillantes Más información: Denise Liano et al, Cockayne Syndrome B Protein Selectively Resolves and Interact with Intermolecular DNA G- Estructuras cuádruplex, Revista de la Sociedad Química Estadounidense (2021). DOI: 10.1021/jacs.1c10745 Información de la revista: Journal of the American Chemical Society
Proporcionado por el Imperial College London Cita: Se encontraron estructuras de ADN de cuatro cadenas de largo alcance to play a role in aging disease (2021, 3 de diciembre) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-12-long-range-four-stranded-dna-role-aging.html Este documento es sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.