Descubren cómo funciona la proteína "guardiana" del genoma humano

Un equipo internacional de investigadores descubrió cómo funciona la proteína considerada como la "guardiana" del genoma, un hallazgo que puede llegar a ser fundamental para comprender cómo se producen las mutaciones que conducen al desarrollo de algunos tipos de tumores.

Lo han conseguido investigadores del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas de España (CNIO) en colaboración con científicos del Leiden University Medical Center y el Cancer Institute (ambos de Países Bajos) utilizando técnicas de "criomicroscopia electrónica" (una técnica de microscopia que usa muestras a temperaturas extremadamente bajas).

Los investigadores descubrieron mediante esas técnicas cómo funciona esa proteína (llamada "MutS") y cómo es capaz de reparar los errores que se pueden producir en el material genético durante la división celular, informó el CNIO tras la publicación de los resultados de este trabajo en Nature Structural and Molecular Biology.

Los trabajos, realizados por investigadores del Grupo de Integridad Genómica y Biología Estructural que dirige Rafael Fernández-Leiro en el CNIO, han permitido hacer "visible" esa proteína y conocer cómo una sola proteína es capaz de coordinar este proceso esencial de reparación del ADN desde el principio hasta el fin.

Entre las diferentes fases de la división celular se encuentra la replicación del ADN, durante la cual una enzima (la polimerasa) duplica la información genética de la célula para poder transferirla a la célula hija, ha explicado el CNIO, que ha observado que a pesar de ser un mecanismo muy preciso, en ocasiones se pueden producir errores, por lo que es fundamental que esos errores sean reparados, ya que de lo contrario pueden causar el desarrollo de tumores.

Los investigadores ya habían descrito en trabajos anteriores que la polimerasa cuenta con su propio "corrector", gracias a la cual puede corregir los errores que se introducen durante la copia del material genético, pero cuando este corrector es insuficiente, entra en escena la proteína "MutS".

Esta proteína escanea el ADN copiado en busca de errores y, a continuación, inicia y finaliza la reparación de los que detecta, pero hasta ahora no estaba claro cómo una sola proteína podía coordinar tantos procesos diferentes; un complejo mecanismo que los investigadores han logrado ahora desentrañar.

“Utilizando criomicroscopía electrónica hemos podido observarla mientras lleva a cabo sus funciones, capturando su estructura molecular en sucesivas conformaciones. Con esta información hemos podido entender cómo una sola proteína es capaz de coordinar todo el proceso, que ha de ser extremadamente preciso”, explicó Rafael Fernández-Leiro en una nota del CNIO.

Conocer en profundidad ese proceso de reparación del material genético es fundamental para comprender cómo las alteraciones que se producen en alguna de estas proteínas conducen a mutaciones y, por lo tanto, a un mayor riesgo de desarrollar ciertos tipos tumorales, como el síndrome de Lynch o el cáncer de endometrio. 

El estudio ha sido financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación español, el Instituto de Salud Carlos III, la Agencia Estatal de Innovación, el UK Medical Research Council, el Oncode Institute, NWO-Gravity y los programas Horizontes 2020 de la Unión Europea.