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Los científicos asignan 1.000 herramientas moleculares comunes a las células a través del árbol de la vida

Un gran estudio nuevo muestra que a través del árbol de la vida, especies tan diversas como gusanos, ratones, humanos y anémonas comparten muchas de las máquinas de proteínas que ayudan a sus células a funcionar.
Los investigadores descubrieron que las ensamblajes de proteínas en humanos a menudo eran idénticas a las de otras especies.
Crédito de la imagen: Jovana Drinkjakovic

El nuevo estudio, que involucra a siete grupos de investigación de tres países y dirigido por investigadores de la Universidad de Texas (UT) en Austin y la Universidad de Toronto en Canadá, se publica en la revista Naturaleza. Es una de las piezas de investigación más grandes y detalladas sobre biología molecular animal jamás realizada.

Las células usan combinaciones complejas de proteínas como herramientas para llevar a cabo procesos esenciales, por ejemplo, crecimiento y reparación de células, transporte y reciclaje de materiales y señalización entre células.

El nuevo estudio mapea las instrucciones de ensamblaje para casi 1,000 complejos de proteínas que son idénticos en células de especies que representan una amplia sección transversal del reino animal, revelando su evolución compartida.

Uno de los autores principales Edward Marcotte, profesor de biociencias moleculares en UT Austin, dice:

"Esencialmente, pudimos construir una especie de diagrama de ensamblaje de cómo miles de proteínas diferentes se unen para llevar a cabo su papel adecuado dentro de las células de la mayoría de los tipos de animales".

El Prof. Marcotte y sus colegas utilizaron técnicas como la espectrometría de masas de alto rendimiento para analizar proteínas celulares de organismos que van desde el moho de lodo, levadura, gusanos, erizos de mar y anémonas de mar hasta moscas, ranas, ratones y humanos.

A continuación, hicieron una referencia cruzada de los datos de espectrometría de masas con información ya conocida sobre los genomas de estas especies.

Muchos ensambles de proteínas en humanos son idénticos a otras especies

El mapa también detalla la red de interacciones proteína-proteína que tienen lugar cuando las proteínas se unen para formar los complejos.

Por ejemplo, muestra que es probable que una proteína cuyo papel aún desconocemos esté implicada en la reparación del daño en una célula si se adhiere a las conocidas proteínas "prácticas" de la célula.

Esto es como encontrar el manual de instrucciones para hacer diferentes juguetes transformadores a partir de los bloques de construcción básicos, y no solo esto, sino también cómo armar transformadores para hacer más grandes.

Los investigadores también descubrieron que los ensambles de proteínas en humanos a menudo eran idénticos a los de otras especies. Por ejemplo, descubrieron que las células usan complejos proteicos idénticos para formar la cabeza y el ojo a través de las diferentes especies.

Co-autor senior Andrew Emili, profesor de genética molecular en Toronto, dice que para él lo más destacado del estudio fue su gran escala:

"Hemos triplicado el número de interacciones conocidas de proteínas para cada especie. Entonces, a través de todos los animales, ahora podemos predecir, con alta confianza, más de 1 millón de interacciones con proteínas, un 'gran paso' fundamental moviendo las postas hacia delante en términos de redes de interacción de proteínas ".

Si incluso una de estas interacciones se interrumpe o se pierde, puede conducir a la enfermedad. Por lo tanto, el mapa, que estará disponible para los investigadores de todo el mundo a través de bases de datos de acceso abierto, será una poderosa herramienta para estudiar las causas de enfermedades como la enfermedad de Alzheimer, la enfermedad de Parkinson y el cáncer.

Los hallazgos también revelan que decenas de miles de interacciones con proteínas no han cambiado desde que apareció la primera célula ancestral hace mil millones de años, antes de toda la vida animal en la Tierra.

El Prof. Marcotte resume el valor de los nuevos datos:

"Esto no solo refuerza lo que ya sabemos sobre nuestra ascendencia evolutiva común, también tiene implicaciones prácticas, proporcionando la capacidad de estudiar la base genética de una amplia variedad de enfermedades y cómo se presentan en diferentes especies".

Mientras tanto, Noticias médicas hoy recientemente se enteró de que los científicos también han mapeado la actividad genética de los primeros días de un embrión humano. El estudio, publicado en Comunicaciones naturales y dirigido por el Karolinska Institutet en Suecia, debería conducir a nuevas avenidas de investigación y tratamientos para la infertilidad y otras enfermedades.

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