El silencio de los genes en el Premio Nobel de Fisiología o Medicina
2006/10/02 Galarraga Aiestaran, Ana - Elhuyar Zientzia
El Premio Nobel de Fisiología o Medicina de este año está dirigido a los investigadores Fire y Mello.
(Foto: Fundación Nobel)
Proteínas, lípidos, glúcidos. Estos son los componentes de los seres vivos, junto con el agua y otros elementos presentes en pequeñas cantidades. Todas son necesarias, imprescindibles, pero si se quiere destacar alguna de ellas, quizás las proteínas sean las seleccionadas, ya que son protagonistas de muchos procesos. Las enzimas digestivas, los receptores que reciben señales en el cerebro y los anticuerpos que nos protegen contra las bacterias son proteínas.
El mecanismo de producción de proteínas no es sencillo. La información para la elaboración de proteínas se encuentra en el núcleo celular, el ADN. Las proteínas se producen fuera del núcleo, en citoplasma. La intermediación entre el ADN y la máquina de producción de proteínas se realiza a través de ARN mensajero (RNAm). Precisamente el prestigioso premio Nobel Francis Crick expuso el núcleo del mecanismo.
Degradación del ARN
Por su parte, Fire y Mello han sido premiados por aclarar uno de los aspectos de este mecanismo. Este trabajo fue publicado en 1998. En su estudio se explicó cómo se degrada el ARN de un gen determinado. Como consecuencia de esta degradación, la molécula de RNAm desaparece, por lo que el gen correspondiente se inactiva o se "calla" y la proteína que codifica el gen no se produce.
Este mecanismo de degradación se denomina interferencia de ARN, es decir, bloqueo u obstrucción por ARN, y se produce cuando las moléculas de RNAm aparecen dobladas en la célula. De hecho, al ADN se le llama doble hélice porque tiene dos hilos o cadenas que adoptan ese aspecto. La molécula de RNAm tiene un solo hilo. Pero a veces aparece doblada y es entonces cuando se produce la degradación.
La degradación del ARN se produce en plantas, animales y seres humanos. Este mecanismo es realmente importante ya que permite controlar la expresión de los genes.
La huella que les dio el movimiento de C. elegans
Sus investigaciones fueron realizadas con nematodos C. elegans.
(Foto: Universidad Rutgers)
Los investigadores Fire y Mello utilizaron el gusano Caenorhabditis elegans para aclarar el mecanismo. Investigaban la expresión génica. La lombriz fue inyectada con RNAm correspondiente a una proteína del músculo y no experimentaron ningún cambio en el movimiento de la lombriz. Después se le inyectó el ARN inverso a ese ARN y lo mismo: no pasó nada. Por el contrario, inyectando los dos RNAm a la vez, vieron que la lombriz realizaba movimientos extraños. Es el mismo movimiento que realizan las lombrices con falta de un gen.
De ahí se dedujo que la doble cadena de RNAm tiene la capacidad de bloquear el gen, por lo que este extraño movimiento se explica por que no se producía la proteína necesaria para moverse con normalidad.
Los investigadores avanzaron y consiguieron explicar cómo sucede esto. De hecho, se demostró que la doble cadena de RNAm degrada el RNAm de una sola cadena. Además, supieron que el mecanismo es específico, que puede extenderse de la célula a la célula y que puede ser hereditario. Para lograr el efecto, se consideró suficiente con inyectar cantidades muy pequeñas de doble cadena de RNAm y se propuso que la interferencia de ARN es un proceso catalítico. Actualmente el proceso se denomina ARN.
Nuevas oportunidades
El ARN es un proceso importante para protegerse de los virus, sobre todo en los organismos más simples, y también tiene importancia en el control de los fragmentos de ADN denominados trasposon. Estos fragmentos de ADN son móviles y pueden ubicarse en cualquier lugar del ADN. Si están en un lugar equivocado producen un daño. El ARN protege al ADN de los trasposones.
Dando un paso más allá, el ARN puede aplicarse a la tecnología genética. Los investigadores han conseguido crear cadenas dobles de RNAm para degradar ciertos RNAm y así silenciar el gen correspondiente.
En el futuro esperan aplicar esta técnica tanto en Medicina como en Agricultura. Por ejemplo, en los animales han conseguido silenciar un gen asociado a concentraciones altas de colesterol en sangre, degradando el ARN. Más adelante, se espera poder tratar enfermedades del aparato circulatorio, cáncer, enfermedades endocrinas, infecciones víricas y otras enfermedades basadas en el ARN.
