Cómo la salud del medioambiente afecta y cambia tu ADN
La investigación fue desarrollada con plantas sometidas a cambios de temperatura en los que se simula el efecto del medioambiente
El conocimiento de estos mecanismos será clave para comprender las consecuencias del cambio climático. Crédito: Cryptographer | Shutterstock
Una tecnología innovadora desarrollada por investigadores del Centro John Innes reveló el impacto de las condiciones ambientales en las estructuras dinámicas de los ARN en las células vivas.
La investigación, resultado de una colaboración entre los grupos de la profesora Dame Caroline Dean FRS y la Dra. Yiliang Ding, aumenta nuestra comprensión de lo que sucede a nivel celular en respuesta a las señales ambientales.
Esto plantea la posibilidad de que podamos usar este conocimiento para afinar cultivos o desarrollar terapias basadas en ARN para enfermedades como COVID-19 (SARS-COV-2).
Para comprender este hecho, es clave comprender los conceptos de ARN y ADN. El ARN o ácido ribonucleico es el otro tipo de ácido nucleico que posibilita la síntesis de proteínas. Mientras que el ADN, o ácido desoxirribonucleico, es el material que contiene la información hereditaria en los humanos y casi todos los demás organismos.
Si bien el ADN contiene la información genética, el ARN es el que permite que esta sea comprendida por las células.
Investigaciones anteriores de estos grupos mostraron que dos elementos genéticos importantes, COOLAIR y FLC, interactúan para regular las respuestas moleculares de las plantas al calor y al frío. Pero no estaba claro cómo la estructura de ARN de COOLAIR contribuye a la regulación de FLC, un freno genético en la floración de las plantas.
Los investigadores del grupo Ding desarrollaron una nueva tecnología que es capaz de perfilar la estructura del ARN con la resolución de una sola molécula en células vivas.
Cambios estructurales de acuerdo a las condiciones del medioambiente
La investigación publicada por Nature mostró que el uso de esta técnica les permitió observar cambios estructurales en el ARN. En condiciones cálidas, COOLAIR RNA adopta tres estructuras predominantes y estas formas y proporciones cambiaron después de que las plantas estuvieron expuestas a temperaturas frías.
Notaron que los cambios en las conformaciones de ARN en una región hipervariable de COOLAIR cambiaron la expresión de FLC. Al introducir mutaciones en la secuencia de esta región de ARN, los investigadores pudieron alterar el tiempo de floración de las plantas.
El Dr. Ding dice que su trabajo “ha demostrado que los ARN pueden adoptar diferentes conformaciones o estructuras. Estas diversas conformaciones cambian dinámicamente en respuesta a las condiciones externas. En este estudio, al ajustar la estructura del ARN, alteramos el tiempo de floración de la planta”.
La comprensión de cómo la estructura del ARN afecta la función del ARN y la capacidad de diseñar genomas de plantas a nivel celular del ARN, aumenta la posibilidad de diseñar tipos de cultivos con características agronómicas y nutricionales más deseables.
El grupo dice que la tecnología también se puede aplicar a las células humanas donde las estructuras de ARN podrían servir como guía para diseñar terapias basadas en ARN. El conocimiento de estos mecanismos será clave para comprender las consecuencias del cambio climático.
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