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El equipo liderado por el Dr. Carlos Fernández Tornero en el Centro de Investigaciones Biológicas Margarita Salas (CIB-MS-CSIC), en colaboración con el grupo del Dr. Wang en la Universidad de California San Diego (Estados Unidos), ha desvelado uno de los mecanismos utilizados por las células eucariotas para la detección de la mutación natural más frecuente en el ADN.

Este estudio, recientemente publicado en la revista Nature Communications, examina a nivel atómico cómo la ARN polimerasa I, una de las enzimas encargadas de sintetizar el ARN celular, detecta dichas mutaciones de forma eficiente. Los resultados abren el camino para comprender la resistencia de las células a las mutaciones y, por tanto, contribuir al desarrollo de nuevas aplicaciones en el campo de la biomedicina.

En el ADN del núcleo de la célula hay muchas copias de la ARN polimerasa I, que están continuamente leyendo el genoma. Los resultados de la investigación revelan que esta enzima se detiene ante las lesiones abásicas, en las que hay pérdida de información genética. “Estas mutaciones aparecen frecuentemente por culpa de radiaciones como la de la luz del sol, de la oxidación proveniente de la respiración, o incluso de forma espontánea, lo que las convierte en las más frecuentes de nuestro genoma”, explica la investigadora Alicia Santos Aledo, una de las autoras del estudio.

Por medio de la crio-microscopía electrónica, los investigadores han determinado la estructura del complejo molecular formado por esta enzima y un ADN mutado en distintos estados, y esto ha permitido revelar el mecanismo del proceso de detección. “La ARN polimerasa I no solo se bloquea al detectar la mutación, sino que también sufre reconfiguraciones globales”, señala el Dr. Fernández Tornero. “Todo apunta a que esta nueva configuración de la enzima constituye una señal para la reparación de las mutaciones y, por tanto, contribuye a mantener la estabilidad del genoma.”

Una célula sana requiere un equilibrio entre la aparición y reparación de las muchas mutaciones que se generan diariamente en el ADN. Los resultados presentados en este trabajo muestran cómo la ARN polimerasa I detecta daños genéticos que, si son pasados por alto, pueden alterar el equilibrio celular, lo que pone en peligro la supervivencia celular y propicia el desarrollo de enfermedades como el cáncer. Con esta investigación no solo se da un paso más en la comprensión de los mecanismos de protección del genoma, sino que se abren nuevas vías para aplicaciones terapéuticas.

Más información en la web del CIB-MS-CSIC.