La proteína que repara el ADN


Acabo de leer en las noticias que suele publicar la web de la Universidad de Cantabria otro nuevo éxito de investigación en biociencias surgido de un grupo de investigación del IBBTEC (Instituto de Biomedicina y Biotecnología de Cantabria) y publicado en la prestigiosa revista estadounidense Cell.

Esta es la noticia:

La proteína que repara el ADN, protagonista de un artículo en ‘Cell’

La revista publica un artículo del investigador de la UC Gabriel Moncalián en el que describe la primera observación de cómo actúa la proteína Mre11 para conectar y alinear los extremos de una cadena dañada

Gabriel Moncalián y su grupo de trabajo en el IBBTEC
Gabriel Moncalián y su grupo de trabajo en el IBBTEC

La revista estadounidense “Cell”, la más prestigiosa del mundo en el campo de la biomedicina, ha publicado hoy un artículo del que es coautor y primera firma Gabriel Moncalián Montes, investigador Ramón y Cajal de la Universidad de Cantabria en el Instituto de Biomedicina y Biotecnología de Cantabria (IBBTEC). El trabajo describe la forma en la que la proteína Mre11 actúa en el proceso de reparación del ADN, un proceso esencial para la supervivencia de las células.

Proceso de Reparación ADN
Proceso de Reparación ADN
Cuando las moléculas de ADN de una célula se rompen, repararlas implica protegerlas de mutaciones perjudiciales que pueden alterar la lectura de la información codificada en los genes e incluso causar enfermedades como el cáncer. El proceso de reparación debe estar continuamente operativo para poder corregir el daño de forma inmediata. La proteína Mre11 repara las roturas de ADN de cadena doble y lo hace por recombinación homóloga, es decir, usando cadenas complementarias no dañadas como molde para restaurar la cadena dañada.

Los científicos ya conocían el papel de Mre11 como bandera para atraer a la maquinaria de reparación, pero esta es la primera vez que se observa la actividad con la que la proteína inicia la conexión y alineamiento de los extremos del ADN cortado. Según explican Moncalián y sus colaboradores en el artículo, lo que hace Mre11 al detectar la rotura es “dimerizarse” o transformarse en un dímero, que es como se denomina a una proteína compuesta por dos subunidades. Convertida en estructura doble, la proteína comienza su actividad exonucleasa, es decir, replica trozos de ADN para restaurar la cadena.

El estudio de Moncalián ha aparecido en el número de “Cell” de esta semana, publicado hoy, viernes, con el número 1 del volumen 135, y su título original es “Mre11 Dimers Coordinate DNA End Bridging and Nuclease Processing in Double-Strand-Break Repair”. La revista tiene el índice de impacto científico más elevado de entre las que cubren las disciplinas de biomedicina.

Proteínas y cáncer

Para estudiar el proceso de reparación descrito en el artículo, Gabriel Moncalián observó la estructura tridimensional del dímero de Mre11 unido al ADN, estructura que fue resuelta por él mismo durante su estancia posdoctoral en el Instituto Scripps de La Jolla y en los sincrotrones –aceleradores de partículas- de Berkeley y Stanford (California). La estructura tridimensional proporciona una base molecular para entender las mutaciones en Mre11 que producen cáncer en el desorden tipo “Ataxia telangiectasia”, enfermedad caracterizada por la sensibilidad a los rayos ultravioleta y a algunos productos químicos.

Gabriel Moncalián lidera el subgrupo de investigación “Ingeniería de Proteínas” del IBBTEC, del que forman parte Yera Tena, Juan Villa, Blanca González y Matilde Cabezas. Para sus proyectos actuales, los científicos utilizan la infraestructura del sincrotrón europeo ESRF de Grenoble (Francia). Concretamente, el equipo estudia la modificación de dos tipos de proteínas -las de unión a ADN y las implicadas en la síntesis de triglicéridos-, para ampliar el conocimiento de sus mecanismos de acción y modificar su función con fines biotecnológicos.

En el ámbito de las proteínas de unión a ADN, el grupo de Moncalián trabaja en colaboración con el investigador Fernando de la Cruz, también de la Universidad de Cantabria y del IBBTEC, para modificar diversas proteínas que controlan el paso de información genética de una célula a otra. Esta investigación se desarrolla gracias a una ayuda a la I+D+i de la Fundación Marqués de Valdecilla. En cuanto a las proteínas de síntesis de triglicéridos, los investigadores están estudiando las diacilgliceroltransferasas de diversos organismos gracias a un proyecto de investigación financiado por SODERCAN.

Un comentario en “La proteína que repara el ADN

  1. Según acabo de ver, en el número de cell que se menciona en la noticia aparecen en realidad dos artículos sobre la mre11: Mechanisms of Mre11 function in DNA repair (Buis et al. & Williams et al.), siendo el segundo al que se refiere en la noticia. El resumen del artículo en el que es coautor el científico español es el siguiente:

    Mre11 forms the core of the multifunctional Mre11-Rad50-Nbs1 (MRN) complex that detects DNA double-strand breaks (DSBs), activates the ATM checkpoint kinase, and initiates homologous recombination (HR) repair of DSBs. To define the roles of Mre11 in both DNA bridging and nucleolytic processing during initiation of DSB repair, we combined small-angle X-ray scattering (SAXS) and crystal structures of Pyrococcus furiosus Mre11 dimers bound to DNA with mutational analyses of fission yeast Mre11. The Mre11 dimer adopts a four-lobed U-shaped structure that is critical for proper MRN complex assembly and for binding and aligning DNA ends. Further, mutations blocking Mre11 endonuclease activity impair cell survival after DSB induction without compromising MRN complex assembly or Mre11-dependant recruitment of Ctp1, an HR factor, to DSBs. These results show how Mre11 dimerization and nuclease activities initiate repair of DSBs and collapsed replication forks, as well as provide a molecular foundation for understanding cancer-causing Mre11 mutations in ataxia telangiectasia-like disorder (ATLD).

    Siendo la cita exacta y completa del artículo la siguiente:

    Mre11 Nuclease Activity Has Essential Roles in DNA Repair and Genomic Stability Distinct from ATM Activation

    Jeffrey Buis, Yipin Wu, Yibin Deng, Jennifer Leddon, Gerwin Westfield, Mark Eckersdorff, JoAnn M. Sekiguchi, Sandy Chang and David O. Ferguson

    Cell, 2008, 135:1:85-96

    Aunque está disponible el enlace al PDF con el texto completo del artículo no es posible verlo si no estás suscrito a la revista o no pagas el precio por adquirirlo, que es de US $ 31.50.

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