Las herramientas de trabajo de las células son las proteínas codificadas por los genes, y cada célula tiene una misión específica que cumplir. Si se activan los genes equivocados en una célula, pueden causar enfermedades graves, como el cáncer.
Por ello, existen unas proteínas específicas, los 'factores de transcripción', que controlan qué genes están activados o desactivados en las células, uniéndose al ADN cercano. Hasta ahora, se pensaba que los factores de transcripción actuaban, únicamente, como un interruptor de encendido y apagado. Sin embargo, un nuevo estudio, publicado en Nature, y dirigido por investigadores de la Universidad de Carolina del Norte (UCN), ha demostrado que los factores de transcripción no actúan solo como interruptores, sino que pueden exhibir un comportamiento mucho más complejo.
Según el doctor Jason Lieb, del Centro de Cáncer Lineberger de la UCN, y autor principal del estudio, existen, desde hace tiempo, mapas moleculares que muestran la ubicación donde las proteínas se unen al ADN. 'Ahora, por primera vez, hemos sido capaces de mostrar el equivalente molecular a un informe de tráfico en tiempo real'.
Trabajando con levaduras, el equipo de la UCN observó que el proceso de unión de los factores de transcripción es dinámico, e implica algo más que el 'encendido y apagado' de genes. Además de servir de interruptor, existe un estado donde los investigadores afirman que no hay proceso de transcripción, esto apoya la hipótesis de la existencia de un 'embrague' molecular que crea un estado asociado estable, antes de hacer avanzar el proceso hasta activar un gen.
Lieb explica que hemos desarrollado una nueva forma de medir y calcular el tiempo en que una proteína se encuentra asociada a los diferentes genes que regula. Esto es importante, ya que representa un nuevo paso en la comprensión sobre cómo se regulan los genes'. Lieb añade que 'las proteínas que se unen durante el estado estable, se asocian con altos niveles de transcripción de genes, por tanto, si logramos regular la transición entre los estados, podremos regular el resultado, en términos de la expresión génica. En última instancia, este tipo de regulación puede ser importante para la terapia génica'.
Los científicos del estudio establecieron una competencia regulada entre dos copias del mismo factor de transcripción, cada una con una etiqueta molecular única. Primeramente, permitieron que una de las proteínas se uniera a todos sus genes, introduciendo, a continuación, la segunda copia. A continuación, el equipo midió el tiempo que tardó el segundo factor de transcripción en sustituir a la proteína residente, utilizando estos datos para calcular su tiempo de permanencia en cada lugar en el genoma.
Según el doctor Anthony Carter, de los Institutos Nacionales de la Salud, del Instituto Nacional de Ciencias Médicas Generales, explica que, 'al tomar un enfoque interdisciplinario, que incorpora el uso de herramientas de modelado matemático, el doctor Lieb ha aportado nueva información sobre la capacidad celular de cambiar rápidamente, entre los estados activos e inactivos de la expresión génica.