Un estudio sobre la mosca de la fruta arroja luz sobre la producción de ARNip y la fertilidad

Revisado por Lily Ramsey, LLM Ago 9 2023

Probablemente esté familiarizado con el ARN, la molécula que desempeña un papel importante en la producción de proteínas y el control de la expresión génica. Sin embargo, quizá le resulte menos familiar el ARN de interacción con PIWI (ARNip), un tipo especial de ARN que protege el genoma de las mutaciones. Ahora, investigadores de Japón han arrojado luz sobre cómo se forman estas moléculas críticas gracias a la dinámica de varias proteínas asociadas en la línea germinal de la mosca de la fruta, Drosophila melanogaster.

En un nuevo estudio publicado en el Journal of Cell Biology, investigadores de la Universidad de Osaka han aclarado cómo las proteínas Tejas (Tej), Vasa (Vas) y Spindle-E (Spn-E) contribuyen a la creación de los piARN, que se encuentran en las gónadas y ayudan a proteger el genoma de mutaciones o deleciones causadas por transposones que pueden transmitirse a través de las células reproductoras.

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En Drosophila, los piARN aparecen primero como secuencias largas, conocidas como transcritos precursores, que se procesan en compartimentos celulares sin membrana llamados "nuage" y se convierten en sus formas más cortas como piARN funcionales. Estos nuage están compuestos por las interacciones de proteínas de procesamiento de ARN, proteínas de la familia PIWI y un grupo de proteínas conocidas como proteínas que contienen el dominio Tudor (Tdrd). De ellas, Tej, una proteína Tdrd, ha demostrado anteriormente desempeñar un papel clave en la vía del piARN, observándose una importante reducción de piARN en ausencia de Tej. Sin embargo, no se conoce del todo el papel que desempeña Tej en la generación de piARN. El equipo de investigación se propuso investigar la función molecular de Tej durante la biogénesis de piARN.

"Primero evaluamos la función detallada de Tej en el ovario de Drosophila y confirmamos que Tej participa en el procesamiento de transcritos precursores con dos helicasas de procesamiento de ARN: Vas y Spn-E en el nuage", explica Lin Yuxuan, autor principal del estudio: Vas y Spn-E en el nuage", explica el autor principal del estudio Lin Yuxuan. "En las células germinales mutantes que carecen de Tej, observamos que Vas y Spn-E no se ensamblan correctamente en el nuage, lo que indica que Tej desempeña un papel crítico en el reclutamiento de Vas y Spn-E en el nuage."

Al generar variantes de Tej que carecen de regiones específicas de la proteína, los investigadores pudieron identificar qué áreas de Tej son cruciales para interactuar con Spn-E y modular la movilidad de Vas. Descubrieron que una región distinta, denominada "sitio de reclutamiento de Spn-E", contribuye al reclutamiento y mantenimiento de Spn-E en el nuage. Otra región distinta, conocida como la región intrínsecamente desordenada, afecta tanto a la capacidad del Vas para moverse dentro del nuage como a la dinámica de otros componentes del nuage.

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"Nuestro estudio demuestra que Tej es un componente clave de la formación de nuage y del procesamiento de piARN", dice el autor principal Kai Toshie. "Al reclutar Vas y Spn-E, Tej facilita la formación de nuage, permitiendo el procesamiento de transcritos precursores de piARN en sus formas maduras y funcionales".

Se sabe que la alteración de la formación de piARN causa infertilidad. Los conocimientos del equipo de investigación sobre la formación de nuage y el procesamiento de piARN mediado por Tej en la línea germinal de Drosophila pueden ayudar a descubrir los mecanismos subyacentes a los trastornos reproductivos, incluida la infertilidad, y contribuir al desarrollo de nuevos fármacos para la fertilidad.