Un equipo de investigación internacional ha desentrañado un mecanismo clave en la lucha evolutiva de las células humanas. Este avance proporciona nuevas perspectivas sobre cómo los elementos móviles en el ADN pueden usurpar funciones celulares y, a su vez, cómo las células logran defenderse para prevenir patologías como la formación de tumores o la inflamación crónica. Los hallazgos han sido publicados en la revista Nature Communications.
Dirigidos por los biólogos de Freiburgo, la Dra. Wenjing Qi y el Prof. Ralf Baumeister, los investigadores han descubierto cómo el retrotransposón LINE1 activa una proteína celular para replicarse, un fenómeno que ocurre a menudo en tumores. Al mismo tiempo, han identificado las contramedidas adoptadas por las células para evitar que esta activación desencadene problemas graves. LINE1, que representa casi el 20% del genoma humano, se comporta como un «agente durmiente» que puede activarse y multiplicarse cuando se presenta la oportunidad, utilizando para ello la maquinaria enzimática de las células humanas.
Mecanismos de defensa celular
Los retrotransposones, considerados vestigios de ataques virales de hace millones de años, están diseñados para escapar del genoma y multiplicarse. Aunque su activación puede introducir diversidad genética, su comportamiento descontrolado puede resultar en una serie de problemas, incluyendo la formación de tumores y la inflamación crónica. A lo largo de la evolución, las células humanas han desarrollado múltiples mecanismos para prevenir la activación de LINE1, que hasta ahora había sido poco comprendida.
El equipo de investigación ha esclarecido cómo funciona este mecanismo: LINE1 recluta una proteína no funcional llamada NRBP1, que ha perdido sus funciones enzimáticas debido a mutaciones a lo largo del tiempo. Dado que la reproducción descontrolada de LINE1 representa un riesgo significativo para la célula, esta ha desarrollado un mecanismo de defensa en forma de NRBP2, una copia ligeramente modificada de NRBP1. Esta última marca a NRBP1 para que sea desechada por la célula, evitando así el daño que podría causar LINE1.
La competencia entre estas proteínas es crucial; NRBP2 debe prevalecer para proteger la integridad del genoma. Hasta el momento, NRBP1 y NRBP2 habían sido observadas en el contexto del cáncer, pero sus funciones específicas no se habían aclarado. Un análisis de la historia evolutiva de esta competencia sugiere que la capacidad de NRBP2 para bloquear a NRBP1 fue adquirida más tarde en la evolución, como respuesta a la influencia destructiva de LINE1.
Wenjing Qi, líder del grupo de investigación, destaca que estos hallazgos no solo revelan cómo NRBP1 y NRBP2 están involucradas en el desarrollo de tumores humanos, sino que también ofrecen una visión detallada de los mecanismos regulatorios que han surgido a partir de la duplicación genética a lo largo de la evolución.
Este trabajo, respaldado por el Centro para Estudios Biológicos Integrativos (CIBSS) de la Universidad de Freiburgo, pone de relieve la complejidad y la sofisticación de los mecanismos que las células han desarrollado para protegerse de sus propios elementos internos, un recordatorio de la constante lucha entre la evolución y la homoeostasis celular.
