El nuevo estudio destapa efectos múltiples de la proteína poco conocida de la reparación de la DNA

El daño y la reparación son parte del ciclo vital normal de cualquier tejido o órgano en el cuerpo humano. Sin embargo, si es macroscópico rasga o los interruptores ocurren en los huesos o las juntas, por ejemplo, los efectos son inmediatamente perceptibles. No tan con los cromosomas, que contienen la DNA de la vida. Extremadamente valioso y extremadamente frágil, la DNA es el foco de las proteínas muy eficientes de la reparación.

Ahora un nuevo estudio muestra una nueva función para una de estas proteínas poco-sabidas llamadas HMCES (Hem'-sez pronunciado). El estudio, que fue publicada en la célula molecular del gorrón, el 2 de diciembre de 2019, muestra que cuando los linfocitos del ratón faltan esta proteína, ellas no puede realizar la recombinación de la DNA y éste a su vez hace imposible producir nuevas clases del anticuerpo (la inmunoglobulina, Ig) G y A.

Las células de B necesitan hacer una cierta ingeniería genética antes de que hagan nuevas clases de anticuerpos conocidas como inmunoglobulinas G o A (IgG o IgA). Haber de imagen: Instituto de La Jolla para la inmunología
Necesidad de las células de B de hacer una cierta ingeniería genética antes de que hagan nuevas clases de anticuerpos conocidas como inmunoglobulinas G o A (IgG o IgA). Haber de imagen: Instituto de La Jolla para la inmunología

Proteínas de la reparación de la DNA

Es estimado por algunos investigadores que la DNA cromosómica rompe hasta 10.000 veces en una célula en la envergadura de un día. Con todo, las consecuencias de esta acción potencialmente catastrófica a la célula son aserraban al hilo apenas nunca. La razón es que la carrocería tiene millares de proteínas dedicadas a reparar la DNA, prevenir cualquier daño a la DNA.

La DNA del momento es dañada por los agentes químicos o físicos, o en el curso del desgaste normal del metabolismo celular diario, estas proteínas saltan en la acción reparan a inmediatamente y exacto el interruptor sin vacilación y sin desvío.

Tales proteínas de la reparación de la DNA son ubicuas en toda la especie viva, pues necesitan de hecho ser, para sin ella, vida podrían continuar no más.

HMCES y células inmunes

Cuando son estimuladas por los antígenos, las células de B activadas (linfocitos de B) producen diversas clases de anticuerpos así. Primero, cortaron un pedazo de la DNA doble-trenzada, de que producen los anticuerpos de IgM. Entonces re-ensamblan los extremos del corte (recombine la DNA) de una manera tal que otras formas del anticuerpo estén producidas, con mayor potencia. Esta DNA que corrige estrategia se llama recombinación del interruptor de la clase (CSR) y los científicos han sabido de largo que esto está utilizada para producir anticuerpos más potentes.

La investigación anterior ha mostrado que HMCES es una proteína de la reparación cuál repara las mellas o corta en únicos cabos de la DNA. El nuevo estudio agrega una función a su repertorio - el extremo alternativo que ensambla, que es lo que hacen las células en mamíferos cuando el doble-cabo de la DNA se separa malo. Conjuntamente con otros partes, esto muestra que HMCES es asombrosamente versátil, y realiza tareas múltiples de guardar la constitución genética del establo del organismo. En el actual estudio, dice al investigador Vipul Shukla, “encontramos que HMCES no sólo reconoce estos interruptores del cabo doble pero las ayudas los resellan.”

Cómo el estudio comenzó

Hace algún tiempo, el laboratorio del investigador Anjana que Rao en el instituto de La Jolla para la inmunología (LJI) descubrió ciertas proteínas reguladoras llamadas las proteínas de TET, de que podría controlar cambios epigenéticos modificando la DNA. Tales proteínas TET-modificadas se podían limitar por HMCES. De esta manera su interés fue atraído a HMCES.

Para investigar la posibilidad que las proteínas de HMCES y de TET pudieron ser similares en las tareas que se realizan en la carrocería, produjeron un golpe de gracia del gen de HMCES en ratones experimentales. De su conocimiento del papel del gen en la reparación de la DNA, pensaron que estos ratones desarrollarían probablemente deficiencias o el cáncer del glóbulo, puesto que éstos se han asociado con frecuencia a mutaciones en el gen de TET.

Sin embargo, los resultados eran asombrosamente - estos ratones tenían los glóbulos normales, así como los niveles previstos de DNA modificada en respuesta a TET.

Entonces hicieron una comparación entre las células de B normales y las células de B HMCES-deficientes en cuanto a sus inmunorespuestas. Esto fue basada en la expresión abundante de la proteína de HMCES por las células de B normales, que deben indicar un papel dominante de esta proteína en el funcionamiento del linfocito B. Los investigadores encontraron que cuando las células de B fueron estimuladas por un actual antígeno, cambiaron su clase del anticuerpo de IgM a IgG. Éste era mucho menos presente en los linfocitos HMCES-deficientes que produjeron IgG con menos eficiencia. La razón podía ser el defecto en funcionamiento de los procesos del CSR en ausencia de HMCES.

Implicaciones

Mientras que este estudio observado el papel de HMCES en reparar cabos dobles de la DNA solamente en linfocitos, los investigadores dicen este camino hasta ahora indeterminado es activo en cualquier célula de carrocería, con toda probabilidad. Así, la proteína poco conocida de HMCES se demuestra ser bastante versátil realizar varios procesos muy diversos para reparar un interruptor de la DNA.

La investigación anterior ha mostrado que el tipo de estructura de 3D HMCES que ate a un tipo dado de DNA doble-trenzada dañada determina la tarea que lo hace. Este estudio confirma que la estructura observada aquí ayuda a la proteína al genio la actividad que ensambla del final alternativo dentro de las células de B. Otros estudios han mostrado que HMCES protege a veces únicos cabos de la DNA dañada contra más a fondo la subdivisión.

HMCES es único en ser una proteína humana que comparte un único dominio con la proteína bacteriana YedK, sabida para ayudar a reparar la DNA de Escherichia Coli. Esto muestra que en diversos organismos, HMCES muestra la capacidad de reconocer y de responder a diversos tipos de daño de la DNA que requieran la reparación evitar inestabilidad genomic.

Los mamíferos y las bacterias comparten las mismas técnicas de reparación, en fin, pero las aplicaciones de HMCES esta capacidad a la reparación introducida y a los interruptores doble-trenzados requeridos de la DNA que ocurren en el curso de un proceso de carrocería normal como el CSR. Así, es parte de un repertorio natural amplio de las proteínas de la reparación del daño de la DNA que ayudan a realizar muchos procesos fisiológicos vitales en formas de vida múltiples.

Journal reference:

Vipul Shukla, Levon Halabelian, Sanjana Balagere, Daniela Samaniego-Castruita, Douglas E. Feldman, Cheryl H. Arrowsmith, Anjana Rao, L. Aravind, HMCES Functions in the Alternative End-Joining Pathway of the DNA DSB Repair during Class Switch Recombination in B Cells, Molecular Cell, 2019, ISSN 1097-2765, https://doi.org/10.1016/j.molcel.2019.10.031, https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1097276519308093?via%3Dihub

Dr. Liji Thomas

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Dr. Liji Thomas

Dr. Liji Thomas is an OB-GYN, who graduated from the Government Medical College, University of Calicut, Kerala, in 2001. Liji practiced as a full-time consultant in obstetrics/gynecology in a private hospital for a few years following her graduation. She has counseled hundreds of patients facing issues from pregnancy-related problems and infertility, and has been in charge of over 2,000 deliveries, striving always to achieve a normal delivery rather than operative.

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