Un RNA que nunca envejece
Un equipo internacional de neurocientíficos descubre componentes básicos en las células nerviosas que duran toda la vida.
Por la Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
Algunas moléculas de ARN nunca envejecen. Ilustración generada con DALL-E
Ciertas moléculas de ARN de las células nerviosas del cerebro duran toda la vida sin renovarse. Así lo han demostrado neurocientíficos de la Universidad Friedrich-Alexander de Erlangen-Nuremberg (FAU) junto con investigadores de Alemania, Austria y Estados Unidos.
Los ARN suelen ser moléculas efímeras que se reconstruyen constantemente para adaptarse a las condiciones ambientales. Con sus hallazgos, publicados en la revista Science, el grupo de investigación espera descifrar el complejo proceso de envejecimiento del cerebro y comprender mejor las enfermedades degenerativas relacionadas a él.
El corazón, el páncreas y el cerebro están formados por células que no se renuevan a lo largo de toda la vida.
La mayoría de las células del cuerpo humano se renuevan periódicamente, conservando así su vitalidad. Sin embargo, hay excepciones: el corazón, el páncreas y el cerebro están formados por células que no se renuevan a lo largo de toda la vida y que, sin embargo, deben seguir funcionando a pleno rendimiento.
"El envejecimiento de las neuronas es un importante factor de riesgo de enfermedades neurodegenerativas, como el alzhéimer— afirma el Tomohisa Toda, catedrático de Epigenómica Neural en la FAU y en el Centro Max Planck de Física y Medicina de Erlangen. Y añade—: Una comprensión básica del proceso de envejecimiento y de qué componentes clave intervienen en el mantenimiento de la función celular es crucial para conceptos de tratamiento eficaces:"
El profesor Tomohisa Toda, experto en epigenómica neural.
En un estudio conjunto realizado con neurocientíficos de Dresde, La Jolla (EE.UU.) y Klosterneuburg (Austria), el grupo de trabajo dirigido por Toda ha identificado ahora un componente clave del envejecimiento cerebral: los investigadores pudieron demostrar por primera vez que ciertos tipos de ácido ribonucleico (ARN) que protegen el material genético existen tanto tiempo como las propias neuronas. "Esto es sorprendente, ya que a diferencia del ADN, que por regla general nunca cambia, la mayoría de las moléculas de ARN son extremadamente efímeras y se recambian constantemente", explica Toda.
Para determinar la vida útil de las moléculas de ARN, el grupo de Toda colaboró con el equipo de Martin Hetzer, biólogo celular del Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria (ISTA). "Conseguimos marcar los ARN con moléculas fluorescentes y rastrear su vida útil en células cerebrales de ratones— explica Toda, que cuenta con una experiencia única en epigenética y neurobiología. Y añade—: Incluso pudimos identificar los ARN longevos marcados en animales de dos años, y no solo en sus neuronas, sino también en células madre neurales adultas somáticas del cerebro".
Molécula de ARN en 3D. Crédito: Kwaku Dayie / University of Maryland
Además, los investigadores descubrieron que los ARN de larga vida, a los que denominaron abreviadamente LL-RNA, tienden a ubicarse en los núcleos de las células, estrechamente conectados a la cromatina, un complejo de ADN y proteínas que forma los cromosomas. Esto indica que el LL-RNA desempeña un papel clave en la regulación de la cromatina.
Para confirmar esta hipótesis, el equipo redujo la concentración de LL-RNA en un experimento in vitro con modelos de células madre neurales adultas, con el resultado de que la integridad de la cromatina se vio gravemente afectada.
"Estamos convencidos de que los LL-RNA desempeñan un papel importante en la regulación a largo plazo de la estabilidad del genoma y, por tanto, en la conservación de las células nerviosas durante toda la vida— explica Toda. Y concluye—: Los proyectos de investigación futuros deberían brindar una visión más profunda de los mecanismos biofísicos detrás de la conservación a largo plazo de los LL-RNA. Queremos saber más sobre su función biológica en la regulación de la cromatina y qué efecto tiene el envejecimiento en todos estos mecanismos”.
Información facilitada por la Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) -Adaptación: Enrique Coperías / RexMolón Ediciones
Fuente: Sara Zocher et al. Lifelong persistence of nuclear RNAs in the mouse brain. Science (2024). DOI: 10.1126/science.adf3481
