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La expresión génica se produce de forma circular y no unidireccional como se pensaba

Un equipo internacional de investigación con destacada participación de la Universitat de València (UV) ha descubierto que, en el proceso de expresión de la información genética, algunas proteínas realizan un viaje de ida y vuelta a bordo del RNA mensajero desde el núcleo hasta el citoplasma y viceversa, y permutan información esencial para que las células puedan sobrevivir a los cambios ambientales. El trabajo aparece publicado en Nature Communications.

José E. Pérez Ortín (izquierda) y José García Martínez conforman el equipo de la UV en el proyecto.

En las células humanas y en las de todos los eucariontes, como las levaduras, la información genética se encuentra ubicada en el núcleo. Para que esta información pueda utilizarse en los procesos que mantienen viva a la célula –es decir, en la expresión del genoma–, el DNA se debe copiar a RNA, que llevará el mensaje al citoplasma, fuera del núcleo celular, donde se usará para fabricar las proteínas. El RNA quedará destruido tras haber cumplido su misión de mensajero, ya que no es estable como el DNA. Así como el genoma es estable y hereditario, la expresión de la información genética varía continuamente porque las circunstancias a las que se enfrentan las células también son variables. Y esto permite a los seres vivos sobrevivir en un ambiente cambiante.

Hasta ahora se pensaba que el RNA mensajero partía del núcleo, llevando consigo instrucciones para su función en el citoplasma, y perdía la comunicación con el genoma. La expresión de la información genética era, pues, unidireccional desde el DNA al RNA, desde el núcleo al citoplasma. Sin embargo, el equipo internacional de investigación en el que participa el grupo dirigido por José E, Pérez-Ortín, investigador en el Instituto de Biotecnología y Biomedicina (BioTecMed) de la Universitat de València, propuso hace años que el genoma recibe también noticias desde el citoplasma sobre lo que le está ocurriendo al RNA en tiempo real y que esta información la utiliza para decidir si necesita fabricar más o menos RNA.

En el trabajo que publica Nature Communications el equipo ha descubierto, usando levaduras como modelo de estudio, que la información sobre la situación del RNA en el citoplasma la transmiten algunas proteínas que viajan con el RNA mensajero desde el núcleo al citoplasma y regresan al núcleo una vez el RNA es destruido, esta vez de forma autónoma sin usar el RNA como transportista. De esta forma se puede decir que el proceso de expresión de la información genética es circular, y no lineal como se pensaba antes. Este proceso de intercambio recíproco de información es esencial para que las células puedan responder y sobrevivir a los cambios ambientales y al estrés.

El trabajo ha sido dirigido por el grupo de Mordechai Choder, del Technion-Israel Institute of Technology. El grupo de Genómica Funcional de Levaduras de la Universitat de València, en BioTecMed, ha sido el responsable de la realización de las diferentes técnicas genómicas que han permitido demostrar que el fenómeno de la expresión génica circular tiene un carácter global y afecta a todos los genes de la célula.

Referencia bibliográfica

RNA-controlled nucleocytoplasmic shuttling of mRNA decay factors regulates mRNA synthesis and a novel mRNA decay pathway. Shiladitya Chattopadhyay, Jose García-Martínez, Gal Haimovich, Jonathan Fischer, Aya Khwaja, Oren Barkai, Silvia Gabriela Chuartzman, Maya Schuldiner, Ron Elran, Miriam I. Rosenberg, Shira Urim, Shubham Deshmukh, Katherine E. Bohnsack, Markus T. Bohnsack, Jose E. Pérez-Ortin & Mordechai Choder. Nature Communications volumen 13, Article number: 7184 (2022).

Fuente: UV