Un reciente estudio realizado por los científicos Irene Chiolo y Chiara Merigliano en el USC Dornsife College of Letters, Arts and Sciences ha revelado un mecanismo celular innovador que explica cómo las células protegen su genoma de errores durante la reparación del ADN. Publicada en la revista Molecular Cell, la investigación se centra en el papel de una proteína llamada Nup98, conocida principalmente por su función en el tráfico de moléculas dentro y fuera del núcleo celular, que también desempeña un papel crucial en la reparación de áreas genómicas particularmente vulnerables.
Cuando el ADN se rompe, el daño puede ser desastroso, especialmente en regiones donde la reparación es compleja. Nup98 forma estructuras similares a gotas dentro del núcleo, conocidas como «condensados», que actúan como burbujas protectoras alrededor de las hebras de ADN dañadas. Estas estructuras son especialmente importantes en las zonas de heterocromatina, donde el material genético está tan densamente empaquetado que realizar reparaciones precisas es un desafío significativo.
El papel de Nup98 en la reparación del ADN
La heterocromatina, que es el enfoque principal de la investigación de Chiolo, está compuesta por secuencias de ADN repetitivas, lo que puede llevar a confusiones durante el proceso de reparación. Los condensados de Nup98 ayudan a elevar la sección dañada fuera de esta zona densa, creando un espacio más seguro donde pueda llevarse a cabo una reparación precisa, reduciendo así el riesgo de errores genéticos que podrían resultar en cáncer.
Adicionalmente, Nup98 desempeña una función clave en la movilización del sitio dañado dentro de la heterocromatina, facilitando su traslado a una parte diferente del núcleo donde la reparación es más segura. La sincronización es fundamental en este proceso; los condensados de Nup98 actúan como un escudo temporal alrededor del ADN dañado, manteniendo alejadas ciertas proteínas de reparación que podrían causar complicaciones si llegan demasiado pronto. Una de estas proteínas, Rad51, puede unir incorrectamente piezas de ADN si se involucra demasiado pronto en el proceso de reparación.
Chiolo explica que «los condensados de Nup98 mantienen a Rad51 alejado hasta que otros mecanismos han alineado correctamente las piezas». Solo una vez que la heterocromatina dañada se traslada a un espacio nuclear diferente, Rad51 puede finalizar la reparación de manera segura. Este proceso cuidadosamente coordinado es fundamental para evitar reorganizaciones genéticas peligrosas, lo que contribuye a mantener la estabilidad del genoma y ralentizar procesos asociados con el cáncer y el envejecimiento.
Los hallazgos de este estudio, aunque se realizaron en células de drosófilas, ofrecen valiosas perspectivas sobre mecanismos de reparación del ADN similares en humanos. Las similitudes en los mecanismos de reparación del ADN entre diferentes especies hacen de la drosófila un modelo poderoso para entender la estabilidad genómica.
La identificación de Nup98 podría tener un impacto significativo en el tratamiento de enfermedades como la leucemia mieloide aguda, donde se sabe que las mutaciones en Nup98 desempeñan un papel relevante. Los científicos esperan que al desentrañar cómo Nup98 guía la reparación del ADN, puedan comprender mejor por qué sus mutaciones son tan perjudiciales y cómo aprovechar estas mutaciones para interrumpir las células cancerosas en tratamientos dirigidos.
El equipo de investigación también ve un potencial a largo plazo en terapias que podrían mejorar o imitar las funciones protectoras de Nup98, reduciendo el riesgo de inestabilidad genómica, un factor importante no solo en el cáncer, sino también en el envejecimiento y otros trastornos relacionados con la inestabilidad del genoma.
Este estudio es el resultado de un esfuerzo internacional que involucró a 17 científicos de siete instituciones diferentes, destacando la colaboración en la investigación científica a nivel global.
