Se descubren ‘puntos calientes’ dañados en el ADN dentro de las neuronas

Las neuronas (marcadas en púrpura) muestran signos de un proceso activo de reparación del ADN (marcadas en amarillo). El propio ADN de las células está etiquetado en cian (en esta imagen, la superposición entre cian y amarillo aparece en verde). Crédito: Ward lab, NINDS

Investigadores de los Institutos Nacionales de Salud (NIH, por sus siglas en inglés) han descubierto regiones específicas dentro del ADN de las neuronas que acumulan cierto tipo de daño (llamado roturas de cadena simple o SSB). Esta acumulación de SSB parece ser exclusiva de las neuronas y desafía lo que generalmente se entiende sobre la causa del daño en el ADN y sus posibles implicaciones en las enfermedades neurodegenerativas.

Debido a que las neuronas requieren cantidades considerables de oxígeno para funcionar correctamente, están expuestas a altos niveles de compuestos tóxicos de radicales libres que pueden dañar el ADN dentro de las células. Normalmente, este daño ocurre al azar. Sin embargo, en este estudio, el daño dentro de las neuronas a menudo se encontró dentro de regiones específicas del ADN llamadas «potenciadores» que controlan la actividad de los genes cercanos.

Las células completamente maduras, como las neuronas, no necesitan todos sus genes para ser activo en cualquier momento. Una forma en que las células pueden controlar la actividad de los genes implica la presencia o ausencia de una etiqueta química llamada grupo metilo en un bloque de construcción específico de ADN. Una inspección más cercana de las neuronas reveló que se produjo una cantidad significativa de SSB cuando se eliminaron los grupos metilo, lo que normalmente hace que ese gen esté disponible para ser activado.

Una explicación propuesta por los investigadores es que la eliminación del grupo metilo del propio ADN crea un SSB, y las neuronas tienen múltiples mecanismos de reparación listos para reparar ese daño tan pronto como ocurra. Esto desafía la sabiduría común de que el daño al ADN es inherentemente un proceso que debe prevenirse. En cambio, al menos en las neuronas, es parte del proceso normal de activación y desactivación de genes. Además, implica que los defectos en el proceso de reparación, no el daño en el ADN en sí mismo, pueden conducir potencialmente a enfermedades del desarrollo o neurodegenerativas.

Este estudio fue posible gracias a la colaboración entre dos laboratorios de los NIH: uno corrió por Michael E. Ward, MD, Ph.D. en el Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares (NINDS) y el otro por Andre Nussenzweig, Ph.D. en el Instituto Nacional del Cáncer (NCI). El Dr. Nussenzweig desarrolló un método para mapear errores de ADN dentro del genoma. Esta técnica altamente sensible requiere una cantidad considerable de células para funcionar de manera efectiva, y el laboratorio del Dr. Ward proporcionó la experiencia para generar una gran población de neuronas utilizando células madre pluripotentes inducidas (iPSC) derivadas de un donante humano. Keith Caldecott, Ph. D. en la Universidad de Sussex también aportó su experiencia en vías de reparación de roturas de una sola hebra.

Los dos laboratorios ahora están analizando más de cerca los mecanismos de reparación involucrados en la reversión de las SSB neuronales y la posible conexión con la disfunción y la degeneración neuronal.

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La reparación del ADN apoya el desarrollo cognitivo del cerebro Más información: Wu W. et al. Los potenciadores neuronales son puntos calientes para la reparación de roturas de cadenas sencillas de ADN. 25 de marzo de 2021. Naturaleza. DOI: 10.1038/s41586-021-03468-5 Información de la revista: Nature

Proporcionado por los Institutos Nacionales de Salud Cita: ‘puntos calientes’ de daños en el ADN descubiertos dentro de las neuronas (25 de marzo de 2021) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-03-dna-hot-neurons.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.