abril 18, 2024

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El ADN del parásito ahora juega un papel clave en la producción de importantes proteínas de las células nerviosas.

El ADN del parásito ahora juega un papel clave en la producción de importantes proteínas de las células nerviosas.

Los cerebros humanos (y los cerebros de otros vertebrados) pueden procesar información más rápido gracias a la mielina, una sustancia grasa que forma una funda protectora sobre los axones de nuestras células nerviosas y acelera sus impulsos. ¿Cómo desarrollaron nuestras neuronas las vainas de mielina? Parte de la respuesta, que aún no se conoce, suena casi a ciencia ficción.

Un equipo de investigadores, dirigido por científicos del Altos Labs-Cambridge Science Institute, ha desenterrado un poco del espinoso pasado de cómo la mielina cubre las neuronas de los vertebrados: un parásito molecular que altera nuestros genes. Las secuencias derivadas de un virus antiguo ayudan a regular un gen que codifica un componente de la mielina, lo que ayuda a explicar por qué los vertebrados tienen una ventaja en lo que respecta a sus cerebros..

Infección prehistórica

La mielina es una sustancia grasa producida por los oligodendrocitos del sistema nervioso central y las células de Schwann del sistema nervioso periférico. Sus propiedades aislantes permiten que las neuronas se envíen impulsos entre sí a velocidades más rápidas y de mayor longitud. Nuestros cerebros pueden ser complejos en parte porque la mielina permite axones más largos y estrechos, lo que significa que se pueden agrupar más nervios.

Las células cerebrales amielínicas de muchos invertebrados a menudo necesitan depender de axones más anchos (y, por lo tanto, menos) para conducir impulsos. La conducción rápida de impulsos hace posibles reacciones rápidas, ya sea que eso signifique escapar del peligro o capturar presas.

Entonces, ¿cómo producimos mielina? El principal actor en su producción parece ser un tipo de parásito molecular llamado retrotransposición.

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Al igual que otros transposones, los retrotransposones pueden desplazarse a nuevos sitios del genoma a través de un intermediario de ARN. Sin embargo, la mayoría de los retrotransposones de nuestro genoma han adquirido demasiadas mutaciones como para seguir moviéndose.

RNLTR12-int es un retrotransposón que se cree que entró originalmente en el genoma de nuestros antepasados ​​como virus. Los genomas de los ratones contienen ahora más de 100 copias del retrotransposón.

El ARN producido por RNLTR12-int ayuda a producir mielina uniéndose a un factor de transcripción o proteína que regula la actividad de otros genes. El complejo ARN/proteína se une al ADN cerca del gen de la proteína básica de mielina, o MBP, un componente importante de la mielina.

“MBP es esencial para el crecimiento y la compactación de la membrana. [central nervous system] Mielina”, dijeron los investigadores de A. Estancia Publicado recientemente en Cell.

Noqueo técnico

Para descubrir si RNLTR12-int estaba realmente detrás de la regulación de MBP y, por tanto, de la producción de mielina, el equipo de investigación tuvo que reducir su nivel y ver si la mielinización todavía se estaba produciendo. Primero realizaron sus experimentos en cerebros de ratones antes de pasar a peces cebra y ranas.

Cuando inhibieron RNLTR12-int, los resultados fueron espectaculares. En el sistema nervioso central, los ratones transgénicos produjeron un 98 por ciento menos de MBP que aquellos que dejaron el gen sin editar. La ausencia de RNLTR12-int también provocó que los oligodendrocitos productores de mielina desarrollaran estructuras mucho más simples de las que normalmente forman. Cuando se inactivó RNLTR12-int en el sistema nervioso periférico, redujo la mielina producida por las células de Schwann.

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Los investigadores utilizaron el anticuerpo SOX10 para demostrar que SOX10 se unía a la transcripción RNLTR12-int in vivo. Este fue un hallazgo importante, porque hay muchos ARN no codificantes producidos por las células y no estaba claro si algún ARN funcionaría o si era específico para RNLTR12-int.

¿Se mantienen estos resultados en otros vertebrados con mandíbulas? El uso de CRISPR-CAS9 para realizar ensayos de eliminación con vectores retrovirales ligados a RNLTR12 int en ranas y peces cebra mostró resultados similares.

La mielinización ha enriquecido el cerebro de los vertebrados para que pueda funcionar como nunca antes. Por eso el término “alimento para el cerebro” es literal. Las grasas saludables son muy importantes para nuestro cerebro. Ayudan en la formación de mielina porque es un ácido graso. Piensa en ello la próxima vez que pases mucho tiempo comiendo un puñado de frutos secos.

Celda, 2024. DOI: 10.1016/j.cell.2024.01.011