Investigadores del CiQUS diseñan agentes moleculares que “bailan” sobre el genoma.
El objetivo final es poder controlar a voluntad los procesos de expresión génica
El grupo de investigación del CiQUS dirigido por el Prof. José Luis Mascareñas, ha diseñado y preparado sistemas moleculares de tipo peptídico que son capaces de elegir entre diferentes secuencias específicas de ADN en función de los estímulos externos que reciben. Dicho resultado representa el primer ejemplo de una molécula diseñada para que pueda unirse a más de una secuencia específica del ADN en función de los cambios producidos en su entorno.
Este trabajo, publicado en la prestigiosa revista Nature Communications, ha sido realizado íntegramente en el CiQUS (USC) por los estudiantes de doctorado Jesús Mosquera (actualmente en una estancia predoctoral en la U. de Cambridge) y Adrián Jiménez, siendo también codirigido por el Dr. Eugenio Vázquez.
Los sistemas desarrollados imitan el comportamiento de los reguladores genéticos naturales, unas proteínas que deciden qué gen se debe expresar en cada momento y en cada tipo de célula en función de los estímulos que reciben desde el exterior. Que se exprese uno u otro gen es clave en el comportamiento y en el destino de las células, de modo que puede considerarse un proceso fundamental en el desarrollo de los organismos vivos y en la aparición y avance de muchas enfermedades.
Las sustancias moleculares diseñadas por los investigadores del CiQUS permanecen inicialmente en estado inactivo, pero se pueden activar de forma programada como respuesta a señales o estímulos externos. Por eso, en presencia de un determinado tipo de metales (estímulo A) se activan y se pegan a una secuencia genética concreta (que podríamos llamar estación genética A). Si ahora se someten a otra señal externa distinta (agente oxidante, estímulo B) las moléculas se despega de la secuencia inicial y se unen en un lugar distinto del ADN (estación genética B). Por tanto, se podría decir que las moléculas “bailan” entre los dos destinos genéticos al ritmo de los estímulos externos que se les aplican.
Si bien este trabajo es una demostración de concepto y se desarrolla en el ámbito de la investigación básica, también sienta las bases para poder diseñar en un futuro agentes farmacológicos inteligentes capaces de regular una u otra actividad genética, dependiendo del estímulo externo que se aplique.
www.nature.com/ncomms/journal/v4/n5/full/ncomms2825.html
Representación de la estrategia de dimerización estímulo-respuesta que permite la unión específica de una misma molécula a dos sitios diferentes del ADN. Dependiendo de los estímulos (cubo rojo o cilindro azul) las moléculas interaccionan con una u otra zona del ADN.