El nuevo sistema informador diseñado por bioingeniería permite seguir la expresión de isoformas de proteínas a lo largo del tiempo en células vivas



Nuestro proteoma es mucho más grande que nuestro genoma porque un gen produce varias variantes de proteínas llamadas isoformas de proteínas, cuyo desequilibrio está implicado en muchas enfermedades. Un nuevo sistema reportero diseñado por bioingeniería desarrollado en Helmholtz Zentrum München y la Universidad Técnica de Munich ahora permite por primera vez seguir la expresión de isoformas de proteínas a lo largo del tiempo en células vivas. El método ayuda a descifrar los mecanismos reguladores subyacentes y permite la detección de posibles intervenciones moleculares.

Las proteínas son los actores clave en nuestros procesos celulares. Su generación sigue principios llamados transcripción y traducción. Primero, el ADN copia su información genética en ARN mensajero (ARNm), que luego determina la secuencia en una cadena de aminoácidos, que finalmente se pliega en una proteína. La realidad, sin embargo, es más compleja: más del 90 por ciento de nuestros genes no dan como resultado un solo ARNm y luego una proteína, sino que un proceso llamado empalme alternativo produce varias variantes de ARNm, solo algunas de las cuales se traducen luego en un ARNm específico. isoforma de proteína en una célula específica en un momento dado. Las técnicas convencionales para detectar empalmes alternativos son principalmente mediciones de un solo punto de tiempo que requieren mucho trabajo y no pueden monitorear de manera confiable a lo largo del tiempo qué isoformas de proteínas se traducen realmente en la célula.

Los investigadores de Helmholtz Zentrum München y la Universidad Técnica de Múnich (TUM) desarrollaron así un nuevo sistema de reporteros de bioingeniería llamado EXSISERS. La idea detrás de esto es generar una señal como la luz tan pronto como se traduzca una isoforma de proteína específica.

Esto es posible a través de proteínas informadoras de diseño que pueden cortarse a sí mismas de la cadena de aminoácidos naciente: se autoexcisan. En analogía con el famoso truco de cortar y restaurar la cuerda en las actuaciones de magia, la escisión del reportero no deja cicatriz en las isoformas de proteínas naturales “.

Dong-Jiunn Jeffery Truong, investigador

Los investigadores ya han aplicado este método a células humanas en cultivo. Uno de sus objetivos era analizar la expresión de isoformas de una proteína llamada Tau, que se asocia a enfermedades neurodegenerativas como el Parkinson. Esto convierte a las isoformas de Tau en un objetivo potencial para futuras terapias moleculares.

“La bioingeniería inspirada en procesos biomoleculares naturales permitirá observar muchos otros procesos celulares fundamentales de forma no invasiva”, dice Gil Gregor Westmeyer. “Cuantos más parámetros celulares podamos monitorear, mejor podremos desarrollar intervenciones moleculares dirigidas para futuras terapias celulares, por ejemplo, para tratar enfermedades neurodegenerativas”. Westmeyer y su equipo ya están colaborando con varios laboratorios académicos que utilizan el nuevo sistema informador para obtener una comprensión más completa de la expresión de isoformas en las células y su implicación en las enfermedades.

Fuente:

Referencia de la revista:

Truong, DJ.J., et al. (2021) Interrogación no invasiva y de alto rendimiento de la expresión de isoformas específicas de exón. Biología celular de la naturaleza. doi.org/10.1038/s41556-021-00678-x.

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