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Novedoso sistema de reparación descubierto en algas puede producir nuevas herramientas en biotecnología

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Una nueva forma de fijación de proteínas inactivas se ha descubierto en un alga, la cual utiliza extractos del cloroplasto y la luz para liberar una secuencia de interrupción de una proteína.

El investigador Stephen Campbell y el profesor David Stern, profesor en el Instituto Boyce Thompson reportaron el hallazgo en la edición del 29 de julio del Journal of Biological Chemistry. Este sistema de reparación puede tener aplicaciones en agricultura y la biotecnología, ya que podría ser aprovechada para permitir a las proteínas activarse sólo con la luz.

Muchas proteínas contienen secuencias adicionales, llamadas inserciones, que pueden alterar su función. El presente estudio demuestra que el alga Chlamydomonas reinhardtii tiene el conjunto de herramientas necesarias para reparar las proteínas mediante la eliminación de estas inserciones.

Campbell descubrió este nuevo sistema de reparación mientras purificaba una proteína a partir de los cloroplastos de C. reinhardtii que pueden cortar ARN. Tras la secuenciación de la proteína, la identificó como RB47, una proteína de la cual no se conocía capacidad de cortar ARN. Campbell se dio cuenta de que faltaba la mitad de la proteína. Cuando se comparó la secuencia de la proteína con su secuencia génica correspondiente, la proteína fue mucho más corta de lo esperado.

Tras un nuevo estudio, Campbell descubrió que podía detectar una versión larga de la proteína que contenía una inserción y una breve versión que no la tenía. Las células producen ambas versiones cuando crecen en la luz o en la oscuridad, pero sólo la versión corta puede cortar ARN. La versión larga de la proteína se podría convertir en la versión corta mezclándola en un tubo de ensayo con los cloroplastos de las células cultivadas a la luz y mediante la iluminación de la reacción. Este proceso eliminó la inserción interruptora y restauró la actividad cortadora de ARN de la proteína. Es probable que el cloroplasto mantiene la maquinaria necesaria para eliminar la secuencia de modo que pueda restaurar la funcionalidad de la proteína.

Este nuevo tipo de sistema de reparación ofrece posibilidades interesantes para aplicaciones biotecnológicas.

Debido a que la inserción se puede colocar de modo que interrumpa la función de una proteína, el sistema de inserción y reparación puede ser útil para la producción de ciertos productos farmacéuticos o productos de proteína, tales como fármacos contra el cáncer, en cultivos de laboratorio, que de otra manera matarían a la célula. Después de la purificación, los productos inactivos pueden ser tratados con factores de cloroplasto y la luz para eliminar la inserción y activar las proteínas.

En el trabajo futuro, los investigadores planean investigar exactamente cómo la inserción se separa de la proteína y los factores de la planta que facilitan su extracción. También tienen como objetivo comprender el propósito de la inserción, y si las algas pueden controlar el corte y empalme para responder a los cambios en el medio ambiente.

Campbell y Stern también quieren saber cuán extendido podría estar este nuevo tipo de proteínas de empalme. “Si esto está sucediendo en las plantas, ¿Estaría ocurriendo en los animales?”, Dijo Stern. “Estamos bastante seguros de que esta proteína es sólo un ejemplo; que sólo hemos encontrado la punta del iceberg”.

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