Todos los procesos de la vida dependen de los genes de encendido y apagado. Ahora, científicos de la Universidad de Cornell, en Ithaca, Nueva York, Estados Unidos, han creado un nuevo interruptor de encendido para controlar la expresión de genes, un avance que podría revolucionar la ingeniería genética.
Los biólogos liderados por Julio Lucks, profesor asistente de Ingeniería Química y Biomolecular, han creado un nuevo mecanismo de control genético hecho exclusivamente de ácidos ribonucleicos (RNA). Su creación, a la que llaman 'RNAs STARS' ('Small Transcription Activating RNAs'), se describe en un artículo que se publica en la edición digital de 'Nature Chemical Biology'. 'Hemos creado un nuevo conjunto de herramientas de regulación', afirma Lucks, que describe el ARN como 'la molécula más diseñable del planeta'.
El ARN es una versión de una sola hebra del ADN, que constituye el genoma de doble cadena de todos los organismos vivos. Mientras que el ADN actúa como el disco duro de la naturaleza, el almacenamiento de los genes que componen nuestro genoma, ARN es parte del equipo celular que activa la unidad del disco duro, ayudando a ajustar las células a la expresión de genes específicos, dice Lucks.
Mientras que el ARN es conocido por hacer esto de muchas maneras, una cosa que no puede hacer en la naturaleza es iniciar el proceso de encendido o activación de la transcripción, el primer paso en la expresión génica y el núcleo de muchos programas celulares. En el laboratorio, Lucks y sus colegas han asignado a ARN este nuevo papel.
En concreto, el equipo ha diseñado un sistema de ARN que actúa como un interruptor genético, en el que el ARN indica a la célula que debe activar la transcripción de un gen específico. El sistema de STAR consiste en colocar una secuencia especial de ARN aguas arriba de un gen diana que actúa como un obstructor y evita que la transcripción de ese gen por la célula.
Cuando STAR está presente, se elimina este bloqueo, activando el gen aguas abajo, permitiendo que se produzca la transcripción. El efecto es como un sistema bajo llave para encender genes, con STAR actuando como un conjunto de claves genéticas para desbloquear los programas genéticos celulares.
'El ARN es como un rompecabezas molecular, un cubo de Rubik loco que tiene que ser desbloqueado con el fin de hacer cosas diferentes', pone como ejemplo Lucks. 'Hemos descubierto la manera de diseñar otro ARN que desbloquea parte de ese rompecabezas. STAR es la clave para ese bloqueo', añade.
ARN es la molécula favorita de Lucks porque es simple, mucho más simple que una proteína, y su función puede ser creada diseñando su estructura. De hecho, las nuevas tecnologías experimentales y computacionales, algunas desarrolladas por el laboratorio de Lucks, dan ahora un acceso rápido a sus estructuras y funciones, lo que permite una nueva era del diseño biomolecular, que es mucho más difícil de hacer con las proteínas.
'Esto va a abrir toda una serie de posibilidades porque las moléculas de ARN toman decisiones, calculan la información realmente bien y detectan las cosas muy bien', adelanta Lucks.