El transporte del ARN como mecanismo de control de la expresión génica
El transporte del ARN mensajero (ARNm) puede ser un mecanismo de regulación de la transcripción génica y la cantidad de proteína producida en un lugar y momento dado. Los neurotransmisores desempeñan una importante función en la posición de las neuronas y en la plasticidad sináptica. La potencia de la sinapsis y la base de la memoria dependen de las diferentes cantidades de neurotransmisores. Además, la pérdida de las proteínas que participan en la regulación del transporte del ARN ha sido asociada al retraso mental hereditario. El objetivo del proyecto «Molecular mechanisms of mRNA transport in neurons» (NEURORNATRANSPORT) es estudiar los ARNm con diferentes ubicaciones y sus mecanismos de transporte. Puesto que existe conservación del mecanismo general del transporte del ARN entre especies, desde drosófila hasta seres humanos, es válido utilizar el modelo de drosófila para la investigación. Como medida de control postranscripcional, se estudiaron los complejos de proteínas y ARNm (mRNP) que determinan si el ARN debe traducirse o degradarse. Para esto, diseñaron un método sensible que detecta a los mRNP en el sistema nervioso de las larvas de drosófila. Los investigadores examinaron más de trescientas regiones primordiales no traducidas (3'-UTR) y encontraron que las señales para la ubicación dendrítica de baja eficiencia son frecuentes; en cambio, las señales eficientes de ubicación dendrítica son poco frecuentes. Las 3'-UTR son fundamentales para la expresión génica pues repercuten sobre la ubicación, estabilidad, exportación y eficiencia de traducción de los ARNm. Los investigadores del proyecto encontraron una única 3'-UTR portadora de un fuerte componente para la ubicación de las dendritas. Además, mapearon la referida región y desarrollaron un conjunto de herramientas de ingeniería genética para estudiar su importancia funcional. El conjunto de herramientas CRISPR/Cas contiene cepas de mosca Cas9 transgénica y ARN guía de alta eficiencia. Cas9 puede controlar la activación e inhibición de la transcripción. En este caso, las herramientas sirven para estudiar en detalle la ubicación del ARNm dendrítico del posible gen. Gracias a este nuevo conjunto de herramientas es posible dirigir los procesos de ingeniería genética con extraordinaria eficiencia, incorporando modificaciones al genoma según las necesidades. Los resultados de NEURORNATRANSPORT brindan conocimientos nuevos sobre la biología celular de las neuronas y repercuten de manera importante sobre el desarrollo y la plasticidad neuronal y las enfermedades neuronales.
Palabras clave
ARN, expresión génica, mecanismos moleculares, sistema nervioso, ingeniería genética
