Descubren una nueva forma de control en el empalme del ARN humano

El empalme del ARN es fundamental para la expresión génica, ya que permite a las células generar proteínas a partir de los genes. Este proceso elimina los intrones, regiones no codificantes, y une los exones, que sí contienen instrucciones para crear proteínas. Tradicionalmente, se creía que la fuerza de unión entre el ARN mensajero y una molécula conocida como ARNnp U1 determinaba qué intrones se eliminaban. Sin embargo, el estudio del MIT reveló que las proteínas LUC7 también desempeñan un papel esencial en este proceso, regulando la eliminación de intrones en aproximadamente la mitad de los genes humanos.

Connor Kenny, autor principal del estudio, explicó que estas proteínas se asocian con sitios de empalme específicos, denominados "diestros" y "zurdos". Dos de las proteínas LUC7 interactúan con los sitios diestros, mientras que una tercera lo hace con los zurdos. Esta distinción permite una regulación independiente de distintos grupos de intrones, lo que podría explicar la capacidad de los organismos complejos, como los humanos, para generar múltiples proteínas a partir de un solo gen. Según Kenny, esta capacidad ofrece una ventaja evolutiva al permitir tipos de regulación genética más sofisticados.

El estudio también encontró implicaciones médicas significativas. Se observó que mutaciones o pérdidas del gen LUC7L2, responsable de codificar una de estas proteínas, están vinculadas a cerca del 10 % de los casos de leucemia mieloide aguda (LMA). Estas mutaciones afectan la eficiencia del empalme en sitios diestros, lo que lleva a alteraciones metabólicas relacionadas con la enfermedad. Christopher Burge destacó que comprender estas interacciones podría ser clave para desarrollar terapias dirigidas, especialmente aprovechando medicamentos que estabilizan la interacción del ARNnp U1 con sitios de empalme específicos.

Otro hallazgo relevante del estudio, realizado en colaboración con Sascha Laubinger de la Universidad Martin Luther de Halle-Wittenberg, fue que esta forma de control del empalme del ARN también está presente en plantas. Los resultados sugieren que el mecanismo surgió en un ancestro común de plantas, animales y hongos, aunque se perdió en estos últimos tras su divergencia. Esta observación refuerza la idea de que los humanos y las plantas poseen una maquinaria de empalme más compleja, adaptada a las necesidades evolutivas de organismos con estructuras y funciones celulares más avanzadas.

El equipo del MIT planea profundizar en el estudio de las estructuras formadas por la interacción de las proteínas LUC7 con el espliceosoma. Esta investigación futura podría arrojar luz sobre cómo se regulan diferentes tipos de intrones y cómo estas interacciones podrían aprovecharse para tratamientos médicos. La relevancia de estos hallazgos radica en su potencial para revolucionar la comprensión de la expresión genética y abrir nuevas vías para terapias personalizadas en enfermedades como la leucemia.

Este avance científico, financiado por los Institutos Nacionales de Salud de EE. UU. y la Fundación de Investigación Alemana, fue reportado por MIT News y se publicó en la revista Nature Communications, destacando la creciente comprensión sobre los complejos procesos moleculares que rigen la vida humana.