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Los investigadores descubren un mecanismo que las células utilicen para degradar microRNAs

Los investigadores al sudoeste de UT han descubierto un mecanismo que las células utilizan para degradar los microRNAs (miRNAs), las moléculas genéticas que regulan las cantidades de proteínas en células.

Las conclusión, denunciadas hoy en línea en ciencia, no sólo luz del cobertizo en los funcionamientos internos de células pero podían llevar eventual a las nuevas maneras de luchar enfermedades infecciosas, el cáncer, y una bandada de otros problemas de salud.

Los científicos han sabido de largo que los genes contienen las instrucciones para hacer cada proteína en la carrocería de un organismo. Sin embargo, los diversos procesos regulan si diversas proteínas están producidas y en qué cantidades. Uno de estos mecanismos implica los miRNAs, los pequeños pedazos de material genético que analizan pedazos complementarios del ARN de mensajero (mRNA) en células, evitando que la serie del mRNA sea traducida en las proteínas.

Desde el descubrimiento de miRNAs en 1993, los investigadores han amontonado una gran cantidad de conocimiento sobre los centenares de diversas moléculas del miRNA y sus objetivos así como mecanismos que controlan su producción, maduración, y papeles en el revelado, la fisiología, y la enfermedad. Sin embargo, explica a Joshua Mendell, M.D., Ph.D., profesor y vicepresidencia del departamento de la biología molecular en UTSW, y conocían al becario postdoctoral Jaeil Han, Ph.D., muy poco sobre cómo las células disponen de miRNAs cuando se acaban usando ellos.

Mientras las moléculas del miRNA adhieran alrededor en una célula, reducen la producción de proteínas de sus mRNAs del objetivo. Tan la comprensión de cómo las células se libran de miRNAs cuando se necesitan no más es giratoria para completo apreciar cómo y cuándo hacen sus trabajos.”

Joshua Mendell, investigador (HHMI) del Howard Hughes Medical Institute y pieza del cáncer de Harold C. Simmons Comprehensive centra

Para contestar a esta pregunta, Mendell, Han, y sus colegas aprovecharon CRISPR-Cas9, una herramienta gen-que corregía que ganó recientemente el Premio Nobel 2020 En la química para dos científicos que la desarrollaron. Sirviendo como “tijeras moleculares,” Mendell dice, este sistema puede cortar genes individuales, permitiendo que los investigadores exploren sus funciones.

En una variedad de células humana del cáncer conocida como K562, los investigadores utilizaron CRISPR-Cas9 para apuntar la mayor parte de los 20.000 genes de la proteína-codificación en el genoma humano, buscando cualquiera que causó un miRNA normalmente efímero conocido como miR-7 para retrasarse en células. Su búsqueda giró encima por lo menos de 10 genes que son necesarios degradar este miRNA.

Los investigadores aprendieron que las proteínas codificadas por estos genes vienen juntas en células formar a un montaje más grande conocido como ligasa del ubiquitin, que funciona para marcar otras proteínas con etiqueta para la destrucción. Esta ligasa determinada del ubiquitin nunca había sido descrita antes, Mendell dice, pero como otros complejos de la ligasa del ubiquitin, aparece marcar las proteínas destinadas para la degradación. Sin embargo, bastante que la etiqueta miR-7 sí mismo, posterior investigación mostró que este complejo en lugar de otro marca una proteína con etiqueta llamada Argonaute, que ferries miRNAs a través de las células.

Una vez que la proteína de Argonaute sujetada a miR-7 se apunta para la degradación, este miRNA se deja descubierto en la célula - un estado ese las células de los gatillos para destruir el miRNA usando las enzimas de ARN-degradación.

El equipo de investigación encontró que este complejo de la ligasa del ubiquitin es dominante para degradar no sólo miR-7 en las células K562, pero también una variedad de otros miRNAs en la otra célula pulsa y especie. Estos resultados sugieren que este mecanismo para la extinción del miRNA actúe ampliamente para controlar los niveles de miRNAs durante el revelado animal y a través de tejidos. Porque otros estudios han mostrado que los niveles anormales de diversos miRNAs están asociados a una variedad de enfermedades y de infecciones, encontrar maneras de controlar la degradación del miRNA - suprimir miRNAs problemáticos en células o el aferrar los beneficiosos - podría representar una nueva manera de tratar estas condiciones.

“Por encima una década, investigadores han estado explorando para los mecanismos a través de los cuales las células degradan miRNAs,” dice a Han. “Ahora que hemos descubierto la nueva maquinaria celular que puede lograr esto, podremos aplicar este descubrimiento para entender mejor cómo los miRNAs se regulan y, nosotros esperamos, desarrollamos eventual nuevas terapias.”

Source:
Journal reference:

Han, J., et al. (2020) A ubiquitin ligase mediates target-directed microRNA decay independently of tailing and trimming. Science. doi.org/10.1126/science.abc9546.