Investigadores de la Universidad Hebrea de Jerusalem y la Universidad de Kentucky se asocian para estudiar la complejidad del cerebro humano. Específicamente, los investigadores probarán si existen proteínas nuevas, hasta ahora desconocidas, en el cerebro.
Los laboratorios de las dos instituciones obtuvieron una subvención conjunta de la Fundación Nacional de Ciencias (NSF) y la Fundación Binacional de Ciencias de Estados Unidos e Israel (BSF) para estudiar nuevos aspectos de la biología del ARN.
Los investigadores están trabajando para responder una pregunta fundamental: ¿Por qué los humanos tienen cerebros más complejos que otros organismos con aproximadamente la misma cantidad de genes?
Como parte de la subvención de más de $ 700.000, Stefan Stamm, profesor del departamento de bioquímica celular y molecular de la Facultad de Medicina del Reino Unido , y su laboratorio están estudiando las caracterizaciones de las proteínas y analizando sus implicaciones biológicas.
El laboratorio de Stamm se ha asociado con la Prof. Ruth Sperling, profesora emérita del Departamento de Genética del Instituto Alexander Silberman de Ciencias de la Vida de la Universidad Hebrea de Jerusalem. Es experta en procesamiento de ARN.
El ARN es el mediador que convierte las instrucciones contenidas en su ADN en proteínas en sus células. Durante el proceso, el ARN se modifica en gran medida con piezas cortadas o empalmadas, y se vuelven a unir en una nueva línea de ARN. A veces, esas piezas se forman en círculos, creando ARN circular.
“Proponemos que hay un nuevo conjunto de proteínas que no han sido identificadas ni observadas en el cerebro humano que están codificadas por los ARN circulares y cumplen funciones novedosas en las células”, dijo Stamm.
Los ARN circulares se encuentran principalmente en el cerebro y su formación es promovida por elementos genómicos específicos de humanos y otros primates, llamados elementos Alu. El genoma humano consta de aproximadamente un 11% de elementos Alu y su expansión en los primates se correlaciona con la complejidad del cerebro.
Los equipos de investigación probarán la hipótesis de que los ARN circulares específicos de primates se traducen en proteínas después de que las moléculas del ARN circular sufran un cambio epigenético.
“¿Los ARN circulares codifican proteínas? ¿Son estas proteínas funcionales? ¿Puedes encontrarlos en los cerebros? dijo Stamm. “Eso es lo que estamos analizando. Nunca se ha mirado”.
Los investigadores proponen que las nuevas proteínas hechas a partir de esos ARN circulares específicos aumentaron considerablemente la complejidad molecular en el cerebro, lo que podría mejorar las funciones cerebrales.
“Si tenemos nuevas proteínas, tenemos un proteoma completamente nuevo que tiene nuevas funciones y puede contribuir al cerebro humano”, dijo Sperling. “Esto tiene amplias implicaciones. Por ejemplo, puede buscar modificadores genéticos. ¿Existen modificadores genéticos que se correlacionen con la esquizofrenia, la epilepsia, el autismo o las enfermedades neurológicas?
El laboratorio de Sperling se centrará en comprender cómo la maquinaria de empalme en las células produce el ARN circular. Descubrió y caracterizó la máquina de empalme endógeno en células de mamíferos. Recientemente, su equipo identificó ARN circular dentro de la máquina de empalme endógeno. Su equipo usará este sistema para estudiar si el ARN se empalma o empalma hacia atrás, formando ARN lineales y circulares, respectivamente, cuándo ocurre eso y cómo se regula en el cerebro.
“Estas proteínas no son muy abundantes, pero podrían formar o modificar funciones catalíticas en otras proteínas. Entonces, si quieres entender el cerebro, debes observar estas moléculas”, dijo Stamm.
Como parte del proyecto de tres años, habrá cursos anuales de biología de ARN de dos semanas que se llevarán a cabo en la Universidad Hebrea de Jerusalem, dirigidos por Stamm y Sperling. Los estudiantes de ambas universidades tendrán conferencias teóricas y realizarán experimentos prácticos durante el curso.
La investigación informada en esta publicación fue financiada por la National Science Foundation con el número de premio 2221921. Las opiniones, hallazgos y conclusiones o recomendaciones expresadas pertenecen al autor o autores y no reflejan necesariamente los puntos de vista de la National Science Foundation.
Fuente: Mirage
