Control de calidad del ADN mitocondrial
Las mitocondrias, a menudo descritas como el centro neurálgico de las células eucariotas, generan la energía necesaria para el funcionamiento celular. Para crear esta energía, las mitocondrias dependen de su propio genoma, llamado ADN mitocondrial (ADNmt o mtDNA, por sus siglas en inglés), y cada célula contiene múltiples copias del genoma. «Este genoma desempeña un papel fundamental en el proceso de producción de energía, y mantener su integridad es absolutamente necesario para la salud de las células y los organismos —afirma Christof Osman, catedrático de la Universidad Ludwig Maximilian de Múnich (Alemania)—. Cuando el ADNmt no se mantiene o su integridad se ve comprometida, surgen problemas, como la aparición de enfermedades». Aunque los científicos creen que estas copias desempeñan un papel fundamental en el mantenimiento de la salud celular, no se sabe muy bien cómo se regula el número de copias del ADNmt. Pero, con el apoyo del proyecto IlluMitoDNA, financiado con fondos europeos, Osman se propuso averiguarlo. «En el proyecto se investigó cómo determinan las células el número de copias del ADNmt y cómo se distribuyen estas copias por la red mitocondrial», añade Osman.
El papel de los genes en la regulación del número de copias del ADNmt
El equipo del proyecto creó un novedoso sistema en la levadura «Saccharomyces cerevisiae» que, por primera vez, permite un seguimiento de mínimo acceso del ADNmt en células vivas mediante microscopía de fluorescencia de alta velocidad y de células vivas. «Combinamos este método de imágenes de células vivas con microscopía de superresolución, técnicas de secuenciación de nueva generación y métodos bioquímicos para obtener conocimientos sin precedentes sobre los principios celulares y los mecanismos moleculares que rigen la distribución y la herencia del ADNmt y el mantenimiento de su integridad», explica Osman. Gracias a este método, los investigadores pudieron identificar varios genes nuevos necesarios para que las células mantengan un número normal de copias del ADNmt. Durante el proyecto, los investigadores se centraron en dos de estos genes y trabajaron para comprender sus funciones en la regulación del número de copias del ADNmt. El equipo del proyecto, que contó con el apoyo del Consejo Europeo de Investigación, también descubrió que las células de levadura pueden distinguir entre el ADNmt intacto y el mutado. «Este proceso implica un pliegue en la membrana interna de una mitocondria que restringe la difusión de las subunidades codificadas por el ADNmt y crea así un vínculo entre la copia de ADNmt y sus productos proteicos», agrega Osman.
Implicaciones también para la salud humana
Según Osman, estos estudios han aportado información nueva sobre cómo se regula el número de copias del ADNmt en las células. «Aunque nuestro trabajo se realizó en células de levadura, nuestros hallazgos constituyen una base para comprender la regulación del número de copias del ADNmt y el control de calidad en los humanos, lo que en algún momento podría conducir a una mejor comprensión de las enfermedades que surgen cuando estos procesos no funcionan correctamente», concluye Osman. Aunque el proyecto IlluMitoDNA haya concluido, el equipo de investigación sigue trabajando. En la actualidad, investigan cómo los genes identificados durante el proyecto determinan la regulación del número de copias del ADNmt en cuanto al mecanismo. También pretenden analizar el funcionamiento del control de calidad del ADNmt en cuanto al mecanismo.
Palabras clave
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