Estudio del genoma encuentra una variación inesperada en un gen fundamental del ARN
La heterogeneidad inesperada de los genes del ARN ribosómico en poblaciones humanas revelada por los estudios del genoma sugiere una posible variación en la traducción de proteínas por parte de los ribosomas. Crédito: Wenjun Fan, Ph.D.
Un estudio del genoma llevado a cabo por investigadores del Johns Hopkins Kimmel Cancer Center para buscar variantes en un gen considerado un bloque de construcción fundamental para las estructuras microscópicas que sintetizan proteínas dio un giro sorprendente.
Los genes del ARN ribosomal humano (ARNr) son esenciales para construir ribosomas, o maquinarias que traducen proteínas. Los hallazgos del estudio, que se publicarán en la edición del 2 de febrero de la revista RNA, demostraron que estos genes, que se pensaba que eran similares entre las personas, en cambio diferían significativamente según la ascendencia geográfica de una persona. Se encontraron variaciones particularmente altas en un segmento llamado ARNr 28S, un componente esencial del ribosoma traductor de proteínas.
El equipo, dirigido por Marikki Laiho, MD, Ph.D., directora de ciencias de radiación molecular en el Departamento de Oncología Radioterápica y Ciencias de la Radiación Molecular, se desvió de su enfoque habitual de investigación de desarrollar nuevas moléculas que podrían ser potencialmente útiles en el tratamiento del cáncer para profundizar en un concepto básico de biología que querían comprender mejor.
Habían desarrollado medicamentos contra el cáncer que se dirigen a la síntesis de ARNr ribosomal, un proceso único que impulsa el desarrollo del cáncer. Sin estos, las células cancerosas no pueden multiplicarse. El equipo se preguntó si el gen del ARNr en sí estaba alterado en los cánceres y cómo eso podría afectar su estrategia de orientación. A pesar de la importancia de este gen, no había una secuencia de referencia definitiva publicada hasta la fecha.
Los miembros del equipo se dispusieron a adoptar un enfoque bioinformático para las secuencias de genes de ARNr, utilizando computadoras de alto rendimiento en el Centro de Computación de Investigación Avanzada de Maryland. , una empresa conjunta administrada por la Universidad Johns Hopkins y la Universidad de Maryland. Para comenzar a registrar las alteraciones del cáncer, tenían que comprender si existían variantes en la población humana. La secuencia del gen del ARNr se consideró «intocable», o tan fundamental que parecía poco probable que tuviera variaciones.
«Sin embargo, cuando comenzamos ese análisis, rápidamente nos dimos cuenta de que los genomas del cáncer eran muy aberrantes, —dice Laiho—. «Para que podamos entender si esa aberración es real, lo que significa que cambia en un cáncer en particular, necesitábamos comprender mejor cómo se ve un gen humano normal».
Luego, usaron datos de secuenciación del genoma completo de la 1000 Genomes Project (una base de datos internacional de genética humana) para analizar variantes en 2504 individuos de 26 poblaciones. Identificaron 3.791 posiciones variantes en el gen rRNA. Esto incluyó 470 posiciones variantes vistas en 28S rRNA. La mayoría de estas variantes se ubicaron en pliegues largos y sobresalientes del ARNr que varían entre especies. Estos representan posiciones de diversidad y están potencialmente en evolución continua.
«Los resultados del análisis estaban más allá de nuestra imaginación», dice Laiho. «Observamos una conservación perfecta de las secuencias en vastas franjas del gen, y luego sitios muy variables en las ubicaciones exactas que esperábamos que no se alteraran. Esto sugiere que la forma en que se integran los ARNr variantes en los ribosomas podría conducir a alteraciones potenciales en la forma en que el función de los ribosomas.»
Muchas de las variantes observadas fueron segregadas por población. Por ejemplo, algunas variantes fueron mucho más frecuentes entre las poblaciones africanas o asiáticas frente a las poblaciones estadounidenses o europeas, y viceversa. Esto plantea la posibilidad de que algunas de las variantes sean antiguas, dependientes de la ascendencia, pero que se hayan conservado en las poblaciones modernas, dice Laiho.
«Es demasiado pronto para especular qué significan estas variantes, pero lo fascinante es que son conservados por la población, y esto significa que su retención es de alguna manera importante», dice.
Los hallazgos del estudio sugieren que es necesario evaluar funcionalmente cómo las variantes de ARNr 28S afectan las funciones de los ribosomas, lo que podría en convertir la ayuda en terapias más específicas para el cáncer u otras enfermedades, dice Laiho.
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Sobre la construcción de ribosomas Más información: Wenjun Fan et al, Widespread genetic heterogeneity of human ribosomal RNA genes, RNA (2022). DOI: 10.1261/rna.078925.121 Proporcionado por la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins Cita: El estudio del genoma encuentra una variación inesperada en un gen de ARN fundamental (2 de febrero de 2022) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress .com/news/2022-02-genome-unexpected-variation-fundamental-rna.html Este documento está 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.