El gen let-7 que codifica para el ARN del mismo

El gen let-7 que codifica para el ARN del mismo nombre, estaría presente en todos los grupos de animales bilaterales.
Descubierta una corta secuencia de ARN que puede actuar como controladora en la
regulación temporal y sincronización del desarrollo en animales.
El hallazgo puede ser clave en la comprensión de los procesos embriológicos.
14/11/2000. Redacción BorNet.
Investigadores del Massachusetts General Hospital y Harvard Medical School han descubierto un pequeño gen que
codifica para la formación de un ARN, el cual puede controlar la sincronización y regulación del tiempo en el desarrollo
en animales tan dispares como los seres humanos, peces, erizos de mar, moluscos, gusanos marinos, o nemátodos.
El estudio apareció en el número del 2 de noviembre de la revista Nature.
El equipo dirigido por Gary Ruvkun, del Departamento de Biología Molecular del Massachusetts General Hospital y
profesor de Genética en la Harvard Medical School, al que pertenecen los becarios postdoctorales Amy Pasquinelli,
Brenda Reinhart, y un grupo internacional de expertos en biología de moluscos marinos, medusas, coral, esponjas,
gusanos, moscas, ratones, peces, etc, mostró que un pequeño ARN que actúa como regulador temporal en el
desarrollo del nemátodo Caenorhabditis elegans está presente en los genomas de una amplia variedad de animales, y
es así mismo regulado de forma similar en todos ellos.
El descubrimiento de un gen conservado de forma universal que puede controlar la sincronización temporal del
desarrollo podría ser un descubrimiento fundamental en el estudio de cómo son capaces de regular los animales
multicelulares (metazoa) los complejos procesos de división en las células que se producen cuando crecen a partir de
un huevo fertilizado hasta convertirse en un organismo adulto.
Mediante el análisis de los genes de estos grupos, el equipo encontró que este gen ARN es universal para los
animales con simetría bilateral (aquellos en los que existen sólo dos lados iguales, derecho e izquierdo, respecto a un
eje longitudinal de su cuerpo), pero no está en animales más primitivos, tales como las esponjas (con simetría radial o
sin ella) o celentereos (de simetría radial), ni en plantas o especies microbianas.
El equipo cree por ello que el gen se desarrolló después de la divergencia entre animales diblásticos (animales con
dos capas embrionarias) y triblásticos (con tres capas) y dentro de estos después de la separación del grupo con
simetría radial (celentereos y ctenóforos) y bilateral (el resto), hace casi mil millones de años. Su función sería regular
la transición de los primeros estados larvarios a las fases reproductivas posteriores. Debido a que el gen ha sido
conservado durante todos estos años, es probable que regule características del desarrollo que son comunes en
todos los animales.
Modo de actuación y comparación de datos.
El equipo de Ruvkun publicó en el número del 24 de febrero de Nature el descubrimiento del ARN regulador let-7 en
Caenorhabditis elegans, una molécula de 21 nucleótidos que regula transiciones temporales durante el desarrollo del
nemátodo.
Posteriormente, utilizó búsquedas de secuencias de genoma para detectar coincidencias perfectas con el ARN let-7
en las bases de datos existentes para el ser humano y Drosophila melanogaster (mosca del vinagre o de la fruta),
demostrando que también está presente en ambas. Estudios posteriores se extendieron a otros grupos.
El ARN producido en la transcripción de este gen, el cual se activa en C.elegans cuando el animal madura para pasar
desde el estado de larva al de adulto y es necesario para esa transición, puede emparejar sus bases formando una
doble cadena de ARN con los ARNs mensajeros de otros genes reguladores que codifican para ciertas proteínas (si
estos tienen una secuencia complementaria) regulando así su actividad.
Concretamente, en C.elegans regula la expresión del gen lin-41, al unirse al ARN generado en su transcripción, quien
interviene en la traducción de la proteína RCBB, proteína que tiene análogos en Drosophila melanogaster y pez cebra.
El papel atribuído a este ARN regulador let-7 es el de actúar en el desarrollo animal como disparador de una
importante transición temporal, de larvas a formas adultas. Aunque los humanos y otros mamíferos no tienen etapas
larvarias, es posible que sus genes ARN let-7 regulen transiciones en el desarrollo tales como el remplazo de los
dientes de leche en niños o el crecimiento de ciertos tejidos en la pubertad. Defectos en el sistema de sincronización
temporal del desarrollo podrían figurar en una variedad de defectos humanos del nacimiento.
Descartado por los métodos de secuenciación habituales.
Según explica Ruvkun, el gen let-7 es de un tipo que normalmente es descartado en los métodos corrientes de
análisis de secuencia del genoma, debido a que son aún muy primitivos. La mayoría de los programas de ordenador
diseñados para encontrar genes se centran en la detección de segmentos de ADN codificadores para proteínas, la
forma más común de genes. Pero hay miles de genes conocidos que codifican para ARN en vez de para productos
proteicos. Los genes que codifican para ARNs tan cortos, como los 21 nucleótidos del ARN let-7, son los más fáciles
de perder en los análisis de secuencias de genoma.
Tales genes que codifican para ARNs son más primitivos. La vida era dominada por los ellos en lo que ha sido
apodado el "mundo del ARN" antes de que los genes codificadores de proteínas evolucionasen. Incluso hoy en día,
los genes codificadores de proteínas dependen de los ribosomas, los orgánulos productores cuya función se basa en
la traducción de ARN mensajeros en proteínas.
En el caso del ARN regulador let-7, fue el análisis genético en el gusano quien lo identificó mientras que su
universalidad se reveló mediante análisis comparativos de secuencias genómicas. A medida que salgan a la luz más
secuencias genómicas, las comparaciones globales de secuencias revelarán otros genes reguladores mediante el
descubrimiento de largas regiones de ADN conservadas entre genomas animales dispares. Estos análisis deberían
revelar el resto del "mundo del ARN" que todavía contiene el genoma.
Descubrimiento importante.
El descubrimiento del amplio papel del ARN regulador let-7 puede ser un paso fundamental en la biología del
desarrollo. Un gen de control universal análogo, llamado homeobox, que codifica una proteína que se une al ADN, fue
descubierto en la mosca de la fruta durante 1984. Este descubrimiento llevó a un renacimiento en el desarrollo de la
biología del desarrollo tanto en vertebrados como en invertebrados que continúa hasta hoy en día.
De forma similar, el descubrimiento de cómo es conservado el ARN regulador let-7 de una forma tan amplia través del
reino animal podría desencadenar estudios posteriores acerca de cómo se controlan los procesos de sincronización
temporal en el desarrollo embrionario.
ENLACES RELACIONADOS:
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http://elegans.swmed.edu/
Caenorhabditis elegans web.
http://www.euchromatin.org/Pasquinelli1.htm
Resumen del artículo de Nature (2 de noviembre del 2000).
http://www.euchromatin.org/Ruvkun1.htm
Resumen del artículo de Nature (24 de febrero del 2000).
http://www.mgh.harvard.edu/DEPTS/pubaffairs/Releases/110100ruvkun.htm
Nota de prensa original del Massachusetts General Hospital.
http://www.nature.com
Revista Nature.
http://xanadu.mgh.harvard.edu/ruvkunweb/Ruvkun.html
Ruvkun Lab Homepage.