ARRIBA: Los glicoARN se unen a los glicol\u00edpidos y las glicoprote\u00ednas como parte del recubrimiento de az\u00facar de la c\u00e9lula. RYAN FLYNN<\/p>\n
La aparici\u00f3n de los \u00e1cidos nucleicos y la de las prote\u00ednas A veces se les ha llamado la primera y la segunda revoluci\u00f3n de la evoluci\u00f3n, ya que hicieron posible la vida tal como la conocemos. Algunos expertos argumentan que la glicosilaci\u00f3n, la adici\u00f3n de glucanos a otros biopol\u00edmeros, deber\u00eda considerarse la tercera, porque permiti\u00f3 a las c\u00e9lulas construir innumerables formas moleculares a partir de los mismos planos de ADN. Durante mucho tiempo se ha cre\u00eddo que solo las prote\u00ednas y los l\u00edpidos reciben estas construcciones de carbohidratos, pero un art\u00edculo del 17 de mayo en Cell<\/em> que se basa en una preimpresi\u00f3n de bioRxiv<\/em> de 2019 postula que los ARN se pueden glicosilar , tambi\u00e9n, y estos \u00e1cidos nucleicos recubiertos de az\u00facar parecen localizarse en las membranas celulares.<\/p>\n Anna-Marie Fairhurst, que estudia la autoinmunidad en la Agencia para la Ciencia, Tecnolog\u00eda e Investigaci\u00f3n de Singapur, describe el estudio como emocionante. Obviamente, es la primera vez que vemos esto con el ARN, dice, y agrega que la diversidad de m\u00e9todos utilizados para demostrar la presencia de glicoARN hace que los hallazgos sean especialmente s\u00f3lidos.<\/p>\n Lo que realmente la intriga es las partes presentes en el art\u00edculo Cell <\/em> de 2021 que no est\u00e1n en la preimpresi\u00f3n de 2019, en particular, que los glicoARN parecen terminar predominantemente en la membrana externa de las c\u00e9lulas. All\u00ed, pueden unirse a dos tipos de lectinas de tipo inmunoglobulina que se unen al \u00e1cido si\u00e1lico (Siglecs), una familia de receptores inmunitarios implicados en varias enfermedades, incluido el lupus eritematoso sist\u00e9mico (LES). Todo esto sugiere que los glicoARN pueden desempe\u00f1ar un papel en la se\u00f1alizaci\u00f3n inmunitaria. Es una era de la ciencia realmente emocionante, dice Fairhurst.<\/p>\n Ryan Flynn, el primer autor del nuevo art\u00edculo y bi\u00f3logo del ARN en la Universidad de Harvard y el Hospital Infantil de Boston. , dice que hizo el sorprendente descubrimiento de los glicoARN mientras trabajaba en el laboratorio de la bi\u00f3loga qu\u00edmica Carolyn Bertozzi en la Universidad de Stanford. Bertozzi dice que al principio se mostr\u00f3 esc\u00e9ptica, pero se convenci\u00f3 despu\u00e9s de pensar en c\u00f3mo sus propias suposiciones podr\u00edan estar dando forma a sus puntos de vista. Aportamos a cada experimento todo este sesgo inconsciente, explica, y una vez que volvi\u00f3 a examinar el suyo, no encontr\u00f3 ninguna raz\u00f3n para pensar que los glicoARN no deber\u00edan existir. Estas son mol\u00e9culas antiguas, dice ella. No hay raz\u00f3n para simplemente suponer que no habr\u00edan encontrado una manera de conectarse y crear una nueva biolog\u00eda.<\/p>\n Estas son mol\u00e9culas antiguas. . . No hay raz\u00f3n para simplemente suponer que no habr\u00edan encontrado una forma de conectarse y crear una nueva biolog\u00eda.<\/p>\n Carolyn Bertozzi, Universidad de Stanford<\/p><\/blockquote>\n Da la casualidad de que Flynn se propuso anular el dogma de la glicosilaci\u00f3n cuando se uni\u00f3 al laboratorio de Bertozzi como postdoctorado en 2017, aunque no sucedi\u00f3 como esperaba. Al principio, explica, ten\u00eda el ojo puesto en una peculiar v\u00eda de glicosilaci\u00f3n de prote\u00ednas citos\u00f3licas porque se hab\u00eda dado cuenta de que una de sus enzimas clave tiene un dominio de uni\u00f3n al ARN. Si hay una enzima de glicosilaci\u00f3n con el potencial de unirse al ARN, y su funcionamiento en el citosol donde tienden a estar los ARN, razon\u00f3, tambi\u00e9n podr\u00eda estar pegando az\u00facares a los ARN.<\/p>\n Para buscar el existencia de estas estructuras, era realmente importante que yo tuviera acceso a cosas que no dependieran de altas temperaturas, y que no dependieran de metales que de otro modo podr\u00edan degradar el ARN, dice, y eso es exactamente lo que el laboratorio de Bertozzi ten\u00eda para ofrecer. Es pionera en el campo de la qu\u00edmica bioortogonal, cuyo objetivo es desarrollar m\u00e9todos qu\u00edmicos para rastrear biomol\u00e9culas en sus entornos nativos. Su laboratorio estaba repleto de reactivos que marcan tipos espec\u00edficos de glicanos sin da\u00f1ar otras mol\u00e9culas ni desencadenar reacciones secundarias. <\/p>\n Flynn se puso a trabajar estos compuestos de marcaje de glicanos a las c\u00e9lulas HeLa y luego aislaron el ARN de ellas para ver si quedaba alguna se\u00f1al de glicanos despu\u00e9s de haber eliminado todas las prote\u00ednas y los l\u00edpidos. Dice que pens\u00f3 que podr\u00eda ver una se\u00f1al cuando etiquet\u00f3 el tipo de glicanos utilizados en esa v\u00eda de glicosilaci\u00f3n citos\u00f3lica.<\/p>\n Sin embargo, meses de experimentos no lograron respaldar esa hip\u00f3tesis.<\/p>\n En cambio, algo extra\u00f1o segu\u00eda ocurriendo con lo que se supon\u00eda que era un control negativo: c\u00e9lulas tratadas con ManNAz, un precursor marcado con azida para los sialoglicanos, un grupo de glicanos conocidos por su papel como modificadores de las prote\u00ednas y los l\u00edpidos secretores y de la superficie celular. Una vez que las c\u00e9lulas tuvieron la oportunidad de incorporar ManNAz, se lisaron con TRIzol, que rompe los componentes celulares sin da\u00f1ar los ARN, y las prote\u00ednas supervivientes se cortaron con proteasas. La idea era que no hubiera se\u00f1al de azida al final, ya que los sialoglicanos se unen a prote\u00ednas y l\u00edpidos en el ret\u00edculo endopl\u00e1smico y Golgi, donde los ARN no tienen nada que hacer. Yo estaba como, no hay forma de que un reactivo que marca los sialoglicanos termine marcando un ARN, incluso un glicoARN, dice Bertozzi, pero esos experimentos dieron se\u00f1ales positivas a Flynn de manera consistente.<\/p>\n Entonces, el equipo profundiz\u00f3 m\u00e1s. Los glicoARN que encontr\u00f3 el equipo no solo conten\u00edan este subgrupo espec\u00edfico de glucanos, sino que parec\u00edan consistir en gran medida en YRNA, una familia de peque\u00f1os ARN no codificantes altamente conservados cuyas funciones celulares a\u00fan no est\u00e1n claras, aunque estudios previos han sugerido que pueden desempe\u00f1ar un papel en la oncog\u00e9nesis. y autoinmunidad. La especificidad tanto de los glicanos como del tipo de ARN implicados apunta fuertemente a que se unen entre s\u00ed con una enzima, dice Bertozzi.<\/p>\n Adem\u00e1s, una vez que los investigadores comenzaron a buscarlos, encontraron estos glicoARN en numerosas l\u00edneas celulares establecidas, incluidas las derivadas del c\u00e1ncer, como las c\u00e9lulas HeLa y T-ALL 4118, as\u00ed como las c\u00e9lulas CHO y H9 derivadas de c\u00e9lulas madre. Incluso pudieron detectar glicoARN en c\u00e9lulas de h\u00edgado y bazo extra\u00eddas de ratones vivos que recibieron inyecciones intraperitoneales de ManNAz, lo que sugiere que los glicoARN est\u00e1n en todas partes.<\/p>\n Para 2019, los miembros del equipo sintieron que ten\u00edan suficientes datos de apoyo para enviar sus hallazgos, por lo que pusieron la versi\u00f3n preliminar en bioRxiv<\/em>. Caus\u00f3 un gran revuelo en la comunidad cient\u00edfica, pero sin la revisi\u00f3n por pares, algunos se mantuvieron esc\u00e9pticos. Ahora, despu\u00e9s de m\u00e1s experimentos y un riguroso proceso de revisi\u00f3n, el equipo dice que sus datos se han vuelto a\u00fan m\u00e1s convincentes. conjugado de glicano, dice Laura Kiessling, investigadora de biolog\u00eda qu\u00edmica que estudia los carbohidratos en el MIT y no particip\u00f3 en el estudio. Sin embargo, quedan grandes preguntas, incluido qu\u00e9 hacen estos glicoARN y c\u00f3mo se forman. Por ejemplo, no est\u00e1 claro exactamente c\u00f3mo los ARN y los glicanos est\u00e1n f\u00edsicamente conectados entre s\u00ed, se\u00f1ala, y sin esa informaci\u00f3n, no est\u00e1 del todo convencida de que la uni\u00f3n se produzca enzim\u00e1ticamente. <\/p>\n Flynn y Bertozzi sugieren que los ARN se glicosilan de la misma manera que las prote\u00ednas, y que incluso requiere algunas de las mismas prote\u00ednas. Como se se\u00f1al\u00f3 en la preimpresi\u00f3n original, cuando inhibieron las enzimas clave involucradas en la glicosilaci\u00f3n, los glicoARN desaparecieron de manera dependiente de la dosis. De manera similar, las l\u00edneas celulares dise\u00f1adas para tener errores en la glicosilaci\u00f3n de prote\u00ednas produjeron muy poco glicoARN. Pero que los ARN sean glicosilados por la misma v\u00eda que las prote\u00ednas ser\u00eda extra\u00f1o, dice Kiessling, se\u00f1alando que los m\u00faltiples pasos de glicosilaci\u00f3n solo ocurren despu\u00e9s de verificar el plegamiento adecuado de las prote\u00ednas. Es dif\u00edcil para m\u00ed imaginar exactamente c\u00f3mo ocurrir\u00eda eso con el ARN.<\/p>\n Los investigadores incluso pudieron detectar glicoARN en c\u00e9lulas de h\u00edgado y bazo extra\u00eddas de ratones vivos, lo que sugiere que los glicoARN est\u00e1n en todas partes.<\/p>\n<\/blockquote>\n Fairhurst dice que tambi\u00e9n quiere saber m\u00e1s sobre la v\u00eda de s\u00edntesis. Tambi\u00e9n tiene muchas otras preguntas, lo que dice que es una buena se\u00f1al. Un art\u00edculo realmente bueno y emocionante deja muchas m\u00e1s preguntas que respuestas, se\u00f1ala.<\/p>\n Si bien la versi\u00f3n preliminar de 2019 plante\u00f3 muchas de estas preguntas, algunas son exclusivas de los nuevos datos presentados en la C\u00e9lula <\/em> versi\u00f3n. Quiz\u00e1s la mayor adici\u00f3n al trabajo fue el descubrimiento de d\u00f3nde estos glicoARN pasan su tiempo atrapados en el exterior de las c\u00e9lulas, explica Flynn. El equipo demostr\u00f3 esto al exponer brevemente algunas c\u00e9lulas HeLa marcadas con ManNAz a <\/em>una enzima que puede escindir los glucanos de \u00e1cido si\u00e1lico de la superficie celular. Si los glicoARN estuvieran en el exterior, se cortar\u00edan y la cantidad total de glicoARN restantes disminuir\u00eda. Y eso es exactamente lo que encontraron: la se\u00f1al de glicoARN comenz\u00f3 a disminuir despu\u00e9s de tan solo 20 minutos de incubaci\u00f3n con la sialidasa y se redujo en m\u00e1s del 50 por ciento despu\u00e9s de una hora, lo que el equipo sugiere significa que m\u00e1s de la mitad de las c\u00e9lulas son glicoARN. pegado en su membrana externa. <\/p>\n Los investigadores probaron a\u00fan m\u00e1s la hip\u00f3tesis de la localizaci\u00f3n extracelular al marcar las c\u00e9lulas vivas con un anticuerpo que se une al ARN de doble cadena. Alrededor de una quinta parte de un cultivo de c\u00e9lulas HeLa dio positivo para la tinci\u00f3n de anticuerpos, y la etiqueta fue sensible al tratamiento con RNasa, lo que respalda a\u00fan m\u00e1s la idea de que los glicoARN est\u00e1n realmente presentes en la membrana celular externa. Eso abre muchas ideas y muchas posibilidades, funcional y mec\u00e1nicamente, de lo que podr\u00edan estar haciendo, dice Flynn.<\/p>\n Una de esas posibilidades es que los glicoARN est\u00e1n involucrados en la comunicaci\u00f3n de c\u00e9lula a c\u00e9lula. se\u00f1alizaci\u00f3n, especialmente en un contexto inmunol\u00f3gico, ya que es una funci\u00f3n conocida de los glicol\u00edpidos y glicoprote\u00ednas de membrana. Bertozzi ya hab\u00eda estado investigando los ligandos de Siglecs, un grupo de receptores de uni\u00f3n al az\u00facar que modulan las reacciones inmunitarias, por lo que el equipo decidi\u00f3 ver si alguno de ellos se un\u00eda a los glicoARN. Primero trataron las c\u00e9lulas HeLa con diferentes Siglecs para demostrar que los receptores se un\u00edan normalmente y luego trataron las c\u00e9lulas con RNasa. Y he aqu\u00ed que la uni\u00f3n de Siglec-11 y Siglec-14 cay\u00f3 precipitadamente, lo que sugiere que la enzima cortadora de ARN escindi\u00f3 sus ligandos de la superficie.<\/p>\n Bertozzi dice que el experimento indic\u00f3 que los glicoARN son ligandos para Siglec -11 y Siglec-14, y si es as\u00ed, ser\u00edan los primeros identificados para Siglec-11. que estos glicoARN puedan interactuar con ellos es muy emocionante, dice. Mi deseo inmediato es ver si est\u00e1n asociados con enfermedades, particularmente en LES, agrega.<\/p>\n Lan Lin, bi\u00f3loga de ARN de la Universidad de Pensilvania y Childrens Hospital of Philadelphia, dice que encontr\u00f3 la preimpresi\u00f3n de 2019 tan interesante que solicit\u00f3 y recibi\u00f3 una subvenci\u00f3n piloto del Consorcio Frontiers in Congenital Disorders of Glycosylation (CDG) para estudiar los roles que los glicoARN pueden desempe\u00f1ar en CDG, un grupo de enfermedades cong\u00e9nitas raras. afecciones derivadas de mutaciones en las v\u00edas de glicosilaci\u00f3n de prote\u00ednas. Debido a que la glicosilaci\u00f3n del ARN puede estar relacionada con la glicosilaci\u00f3n de prote\u00ednas, le dice a The Scientist<\/em>, era racional o razonable que [mis colegas y yo] plante\u00e1ramos la hip\u00f3tesis de que. . . algunos de estos pacientes pueden tener diferencias en el glicoARN en su sistema y, por lo tanto, las condiciones de CDG podr\u00edan usarse para examinar las funciones potenciales de los glicoARN.<\/p>\n Hasta ahora, dice, su equipo no ha detectado ning\u00fan diferencias consistentes en glicoARN entre las c\u00e9lulas de controles sanos y pacientes CDG. Ella dice que puede deberse a que las diferencias son m\u00e1s cualitativas que cuantitativas, como alteraciones en los az\u00facares mismos o el subconjunto de ARN que est\u00e1n glicosilados. Alternativamente, se\u00f1ala, los nuevos datos en el art\u00edculo de Cell<\/em> de 2021 pueden proporcionar una explicaci\u00f3n: la localizaci\u00f3n de la membrana de los glicoARN no estaba en la preimpresi\u00f3n, por lo que tal vez estemos buscando en el lugar equivocado, reflexiona.<\/p>\n Tambi\u00e9n es posible que se necesiten nuevos m\u00e9todos para detectar diferencias de glicoARN entre c\u00e9lulas. Ella se\u00f1ala que una de las principales limitaciones del estudio es que el m\u00e9todo de etiquetado de ManNAz no se puede aplicar f\u00e1cilmente a muestras de sangre o tejidos humanos preservados.<\/p>\n Fairhurst dice que le gustar\u00eda ver m\u00e1s trabajo en cultivos celulares primarios. en lugar de los inmortalizados, especialmente los subtipos de leucocitos, donde uno podr\u00eda esperar diferencias pronunciadas si los ARN tienen un papel en la inmunidad. Por ejemplo, dice que le gustar\u00eda ver si, en personas con condiciones como LES, diferentes tipos de c\u00e9lulas tienen menos o m\u00e1s glicoARN, aunque obviamente, esos experimentos son realmente desafiantes. <\/p>\n Al ver estos grandes hitos es asombroso<\/p>\n Anna-Marie Fairhurst, Agencia de Ciencia, Tecnolog\u00eda e Investigaci\u00f3n de Singapur <\/p><\/blockquote>\n Aun as\u00ed, dice, ver estos grandes hitos es asombroso. <\/p>\n Kiessling dice que cree que los glicoARN podr\u00edan ser muy importantes en el campo de la glicobiolog\u00eda. Su laboratorio se enfoca en c\u00f3mo las prote\u00ednas de uni\u00f3n a carbohidratos pueden leer los glucanos en las superficies de las c\u00e9lulas, explica, por lo que estos glicoARN podr\u00edan ser un nuevo tipo de informaci\u00f3n para leer. Lin se\u00f1ala que los hallazgos son especialmente impactantes para los investigadores del ARN, ya que sugieren un tipo completamente nuevo de modificaci\u00f3n postranscripcional que necesita investigaci\u00f3n. Debido a que el glicoARN se encuentra en la intersecci\u00f3n de la glicobiolog\u00eda, la inmunolog\u00eda y la biolog\u00eda del ARN, dice Bertozzi, el descubrimiento de Ryan ha unido estos mundos dispares. <\/p>\n Flynn y Bertozzi dicen que esperan comenzar a responder algunas de las muchas preguntas. que quedan, incluida la forma en que los glucanos se unen a los ARN y c\u00f3mo y d\u00f3nde sucede eso. La parte m\u00e1s emocionante, dicen, ser\u00e1n las investigaciones sobre lo que hacen los glicoARN.<\/p>\n R. Flynn et al., Los ARN peque\u00f1os se modifican con N-glucanos y se muestran en la superficie de las c\u00e9lulas vivas, <\/strong>Cell<\/em><\/strong>, doi:10.1016 \/j.cell.2021.04.023, 2021.<\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" ARRIBA: Los glicoARN se unen a los glicol\u00edpidos y las glicoprote\u00ednas como parte del recubrimiento de az\u00facar de la c\u00e9lula. 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Ver Carolyn Bertozzi: Glycan Chemist<\/h3>\n
V\u00e9ase Los glicanos pueden unirse al ARN, sugieren los hallazgos iniciales<\/h3>\n
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\u00bfGlicoARN y enfermedad?<\/h2>\n
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