Cap a una comprensió més profunda de la regulació del genoma

Els experiments d'aquest estudi s'han dut a terme en oòcits (òvuls immadurs) de Xenopus laervis, un model usat pel laboratori per estudiar processos fonamentals de regulació genètica. Imatge: microscòpia, Eulàlia Belloc. 
Els experiments d'aquest estudi s'han dut a terme en oòcits (òvuls immadurs) de Xenopus laervis, un model usat pel laboratori per estudiar processos fonamentals de regulació genètica. Imatge: microscòpia, Eulàlia Belloc. 

Publicat a la revista Nature Structural & Molecular Biology, l'estudi revela nous coneixements sobre la regulació de la traducció genética, una passa essencial en la regulació del genoma.

Aquestes troballes ajudaran als investigadors a comprendre millor processos patològics com el càncer. 

La regulació de la traducció—el procés mitjançant el qual es controla la quantitat de proteïna sintetitzada a partir del seu ARN missatger (ARNm)— és una passa crucial per establir el grau d'expressió gènica durant esdeveniments com la proliferació cel·lular, diferenciació, desenvolupament, funcions del sistema nerviós i, també, en malalties com el càncer. En comparació amb la regulació transcripcional (d’ADN a ARN), el control de la traducció dels ARNm existents—molècules que contenen la informació genètica per a la síntesi de proteïnes— permet una resposta més ràpida als estímuls.

La revista Nature Structural & Molecular Biology publica un estudi sobre la regulació de la traducció de l'ARN missatger, realitzat pels investigadors del Laboratori de Control Translacional del Cicle Cel·lular i Diferenciació de l'Institut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona). Dirigit per Raúl Méndez, expert en la família de proteïnes CPEB, aquest estudi revela la interacció entre les proteïnes CPEB1 i Musashi1 (Msi1) en la regulació de la traducció dels ARNm.

La família de proteïnes CPEB és responsable del control dels ARNm materns mitjançant un procés denominat poliadenilació citoplasmàtica. "En aquest estudi el nostre objectiu ha estat determinar si Msi1 i CPEB1 actuen de forma cooperativa per regular la poliadenilació de l'ARNm", explica Eulàlia Belloc, coprimera autora de l'estudi i investigadora associada al Laboratori de Méndez.

En l'estudi, els investigadors han identificat que "tot i que la poliadenilació dels ARNm que contenen CPE es basa en CPEB1, per c-mos, net1 i probablement altres ARNm, és necessari un lloc proper d'unió de Msi1 per remodelar la estructura secundària de l'ARN per a què CPE es faci accessible", explica Belloc.

A través d'un anàlisi genòmic dels mRNAs associats a CPEB1 i Msi1 a la granota Xenopus laevis, els científics han identificat 491 dianes comuns, revelant així una nou nivell de control translacional mediat per CPE. "Hem estimat que podria haver-hi més mRNAs co-regulats per CPEB1 i Msi1", destaca la investigadora.

Un codi combinatori

"Fa uns anys el nostre laboratori va definir un codi combinatori en què el nombre i la distància de l'element d'unió de CPEB (CPE) a la senyal de poliadenilació, així com la presència d’elements addicionals reguladors en cis—regions no codificants de l’ADN que regulen la transcripció dels gens propers—, determinen el patró específic de transcripció espai-temporal de la traducció", explica Eulàlia. Ara, les troballes descrites en aquest treball aprofundeixen en el nostre coneixement del codi combinatori, el que ens permet comprendre millor malalties com el càncer, un procés en el qual aquesta regulació de la traducció s'altera.

Aquest estudi ha rebut el suport de la Fundació Botín, Banco Santander (a través de Santander Universitats), Asociación Española Contra el Cáncer (AECC), Worldwide Cancer Research, i el Ministeri d'Economia, Indústria i Competitivitat (MINECO), a través de fons europeus FEDER.

 

Article de referència:

Laure Weill, Eulàlia Belloc, Chiara Lara Castellazzi and Raúl Méndez.

Musashi 1 regulates the timing and extent of meiotic mRNA translational activation by promoting the use of specific CPEs

Nature Structural and Molecular Biology (2017) | doi: 10.1038/nsmb.3434

(Escrit per: Llúcia Ribot)

 

Sobre l’IRB Barcelona
Creat el 2005 per la Generalitat de Catalunya i la Universitat de Barcelona, l'IRB Barcelona és Centre d'Excel·lència Severo Ochoa des de 2011. L’objectiu de l’IRB Barcelona és fer recerca d'excel·lència en biomedicina i millorar la qualitat de vida de les persones i, en paral·lel, potenciar la formació de talent, la transferència tecnològica i la comunicació social de la ciència. Els 25 laboratoris i set plataformes tecnològiques treballen per respondre a preguntes bàsiques en biologia i orientades a malalties com ara el càncer, la metàstasi, l’Alzheimer, la diabetis i malalties rares. És un centre internacional que acull al voltants de 400 treballadors de 32 nacionalitats. Està ubicat en el Parc Científic de Barcelona. L’IRB Barcelona forma part del Barcelona Institute of Science and Technology (BIST) i la xarxa de Centres de Recerca de Catalunya (CERCA).