En junio, un grupo de investigadores de la Universidad Estatal de Moscú dirigidos por el profesor Vasili Studitski descubrió, junto con sus colegas del centro Fox Chase Cancer de la Universidad de Temple en Filadelfia EE UU), un nuevo método de reparación del ADN. En el futuro, según estos investigadores, este método ayudará en la cura y prevención de varias enfermedades.
Desconocemos cómo sería la vida si todo un complejo de proteínas y moléculas de señalización del cuerpo no reaccionara ante las constantes roturas del ADN. Estas proteínas detectan los hilos rotos, valoran las posibilidades de reparación y los vuelven a conectar.
Este descubrimiento se logró gracias al trabajo conjunto de Svetlana Joronenkova, investigadora de la Universidad Estatal de Moscú, y Grigori Dianov, profesor de la Universidad de Oxford. En 2014, estos investigadores descubrieron el mecanismo de reparación de los fragmentos de ADN libres de proteínas.
En muchos casos esta se produce gracias a las ARN polimerasa, un conjunto de proteínas especiales con carácter enzimático. Al transferirse al ADN, esta enzima detecta y registra los fallos moleculares. Entonces desencadena una cascada de reacciones cuyo resultado es la reparación del fragmento dañado. Sin embargo, la enzima solo puede 'ver' el daño en una de las dos cadenas de ADN. Hasta hace poco, no estaba claro cómo se producía la reparación de la segunda cadena del ADN.
Cada célula de nuestro cuerpo experimenta a diario hasta 20.000 'pequeñas roturas' del ADN. Esto se debe a la exposición a la radiación ionizante ultravioleta, al estrés que implica la oxidación y a sustancias nocivas, entre otras razones.
“Parte de la superficie de las hélices de ADN está oculta, ya que interactúa con las histonas, unas proteínas específicas que empaquetan todo nuestro genoma”, comentó a RBTH el doctor en biología Vasili Studitski, investigador jefe y director del laboratorio de replicación y transcripción del ADN de la facultad de Biología de la Universidad Estatal de Moscú.
El grupo dirigido por Studitski ha sido capaz de demostrar que también en las partes ocultas del interior del ADN se producen las reparaciones. El artículo que revela este descubrimiento se publicó en la revista científica Science Advances a principios de julio.
Programar la muerte de las células dañadas
Según aclaran los investigadores, incluso las partes del ADN asociadas con las histonas pueden repararse con ayuda de las ARN polimerasas. De hecho, precisamente esas proteínas ayudan a las encimas a encontrar los daños.
Con ayuda de las histonas, se forman una especie de lazos de ADN a través de los cuales pueden desplazarse las ARN polimerasas. Etas se detienen junto a las zonas dañadas y desencadenan una cascada de reacciones para iniciar los 'trabajos de reparación'. De hecho, el método de conexión del ADN con las histonas (en forma de lazo) ayuda a detectar las roturas. Según creen los científicos, la forma de lazo o la estructura en bucle del ADN se ve modificada por los daños.
Durante los experimentos, los investigadores efectuaron una serie de roturas en puntos determinados del ADN con ayuda de unas enzimas específicas, como el peróxido de oxígeno. Esto les permitió estudiar la influencia de los lazos en la rapidez de reacción de las ARN polimerasas. Resultó que el proceso de formación de los lazos se puede programar. En el futuro, este método ayudará en la cura y prevención de varias enfermedades provocadas por alteraciones del ADN.
“Si se pone en contacto el ADN con las histonas más fuertes, la formación de lazos resulta más efectiva y aumentan las probabilidades de reparación, por lo que se reduce el riesgo de enfermedad. Sin embargo, si se desestabilizan estos contactos, se puede programar la muerte de las células afectadas con ayuda de métodos especiales de administración de fármacos (nanotransportadores). En este caso, se podría curar y prevenir el cáncer”, aclara Vasili Studitski.
De momento, los investigadores deben demostrar su hipótesis. Es posible que el proceso resulte mucho más complejo y que en el ADN se formen varios tipos de lazo a la vez. Pero para entenderlo, hay que describir la estructura de los lazos, observar el mecanismo de reparación del ADN y determinar el tipo de daños que se pueden reparar con este mecanismo.
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