José García Martínez y José E. Pérez Ortín, del grupo Genómica Funcional de Levaduras de la Universitat de València, han participado en una investigación internacional que demuestra que la proteína Xrn1 coordina las tres etapas principales de expresión de los genes (transcripción, traducción y degradación), a diferencia de lo que se creía hasta ahora. Según el trabajo, publicado ayer jueves en la revista Nature Communications, se puede predecir que este fenómeno será común a todos los organismos eucariontes, incluidos los humanos.

“Los genes son instrucciones escritas en idioma de ADN. Para utilizar estas instrucciones las células necesitan diversas maquinarias proteicas que primero transcriben el ADN a ARN mensajero (ARNm), que utiliza un idioma muy similar, y después lo traducen a proteínas, que son las auténticas ejecutoras de la información genética”, según Pérez Ortín. Las proteínas usan un lenguaje muy diferente, de ahí la necesidad de la traducción.

Hasta ahora se pensaba que cada una de las etapas del flujo de la información, desde el ADN a la proteína, eran independientes de las anteriores y posteriores. Según el experto, esta idea está cambiando y ahora se sabe que hay múltiples interconexiones entre las etapas y que son conducidas por proteínas polivalentes que actúan en diferentes procesos y momentos del ARNm.

Este trabajo, elaborado por cuatro grupos de investigación liderados por Juana Díez, de la Universitat Pompeu Fabra, es continuación de un estudio de la Universitat de València junto a otros grupos internacionales en el cual se demostró que Xrn1 servía tanto para la transcripción como para la degradación de la mayor parte de los ARNm de la levadura. A pesar de que el trabajo se ha llevado a cabo en la levadura como modelo de célula eucarionte, se predice que este fenómeno será común en todos los organismos eucariontes, incluidos los humanos, ya que Xrn1 existe en todos. Este proceso es crucial para el mantenimiento de los niveles adecuados de proteínas necesarias para un estado celular saludable.

Metodologías

La metodología utilizada por los profesores de los Departamento de Genética y Bioquímica y Biología Molecular, y de la Estructura de Investigación Interdisciplinar (ERI) Biotecmed de la Universitat de València, ha consistido en la aplicación de técnicas genómicas originales desarrolladas en su laboratorio para medir la síntesis y degradación de todos los ARNm.

Los resultados muestran un control coordinado de las tres etapas principales de la expresión génica mediante Xrn1 para mantener el equilibrio de las proteínas de la membrana celular. Un área clave para futuras investigaciones será esclarecer cómo la transición entre las funciones de Xrn1 se regula y responde al entorno.

En este estudio también han participado la Universidad de Berna (Suiza), el Technion-Instituto Tecnológico de Israel (Israel) y el Instituto de Biomedicina Molecular Max Planck (Alemania). Ha sido financiado por el Ministerio de Economía (España) y por el programa PROMETEO de la Generalitat Valenciana.

Artículo: Moreno-Blasco, B.; de Campos-Mata, L.; Bóttcher, R.; García-Martínez, J.; Jungfleisch, J.; Nedialkova, D. D.; Chattopadhyay, S.; Gas, M. E.; Oliva, B.; Pérez-Ortín. J. E.; Leidel, S. A.; Choder, M. y Díez, J.: «The exonuclease Xrn1 activates transcription and translation of mRNAs encoding membrane proteins». Nature Communications (2019) 10:1298 |https://doi.org/10.1038/s41467-019-09199-6