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Descubierto en humanos un mecanismo que protege el genoma frente a situaciones de estrés celular

21 Sep 22

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  • Investigadores del IRB Barcelona describen cómo una acción combinada de las proteínas p38 y Claspin preserva la integridad del DNA.
  • Este mecanismo también reduce el daño en el genoma causado por la quimioterapia, en concreto, por el tratamiento por cisplatino.
  • El estudio ha sido publicado en la revista Cell Reports.

El estrés celular puede ser ocasionado por diferentes causas como un desequilibrio osmótico, radiación ultravioleta, agentes químicos, etc. Las células tienen una serie de mecanismos para hacer frente a ese daño y restaurar su estado fisiológico. En condiciones normales, el problema queda resuelto en un breve periodo de tiempo y la célula procede con su ciclo habitual.

Sin embargo, si esa situación de estrés tiene lugar precisamente en el momento en el que la célula está duplicando su material genético durante el proceso de división celular, tiene el potencial de ser mucho más dañino al generar mutaciones, inestabilidad genómica y muerte celular. Esto sucedería porque la maquinaria encargada de duplicar el ADN y la responsable de “leer” determinados genes para dar respuesta al estrés, al trabajar ambas sobre el ADN, pueden colisionar y generar mutaciones sobre el mismo.

El laboratorio de Señalización Celular del IRB Barcelona, liderado por el Dr. Francesc Posas y la Dra. Eulàlia de Nadal ha descrito un mecanismo que ralentiza temporalmente la duplicación del ADN, hasta que la situación de estrés se haya resuelto, minimizando así los daños en el genoma. En concreto, los investigadores han detallado cómo la proteína p38 activa la proteína Claspin que, a su vez, ralentiza el proceso de la duplicación del ADN y protege así el ADN.

“Cuando se da una situación de estés, la respuesta requiere poner en marcha muchos genes a la vez para solucionar ese problema y es ahí donde se genera un conflicto con la división celular. El mecanismo que hemos descubierto, protege el genoma evitando que se ocasionen daños adicionales”, explica el Dr. Posas.

 

Previamente descrito en otros organismos

El mecanismo que se describe en este trabajo, que se había publicado en las revistas Nature y Nature Communications, ya lo habían observado investigadores del mismo laboratorio en la levadura Saccharomyces cerevisiae. En la levadura, es la proteína Hog1 (p38 en mamíferos) la que activa a Mrc1 (Claspin), frenando así la duplicación del ADN durante situaciones de estrés.

“El hecho de que este mecanismo se haya conservado evolutivamente, de la levadura a las células de mamífero, remarca su crucial importancia para la supervivencia de los organismos.”, concluye la Dra. De Nadal.

 

Protección frente a la quimioterapia

Los tratamientos de quimioterapia se utilizan como tratamiento en el cáncer pero se sabe que también dañan a las células sanas, generándoles un estrés. En concreto, el cisplatino, uno de los quimioterapéuticos de uso común, ataca predominantemente a las células cancerosas, que se están dividiendo a mayor velocidad, pero también es dañino para otras células del cuerpo. Los investigadores han desvelado cómo, el mecanismo descrito en este estudio, también protege a la célula de daños genéticos causados por el cisplatino.


El estudio se ha llevado a cabo en colaboración con los laboratorios de Juan Méndez del CNIO y Raimundo Freire, de la Universidad de La Laguna y la Universidad Fernando Pessoa de Canarias.


Artículo relacionado:
Regulation of Claspin by the p38 stress-activated protein kinase protects cells from DNA damage
Arnau Ulsamer, Adrián Martínez-Limón, Sina Bader, Sara Rodríguez-Acebes, Raimundo Freire, Juan Méndez, Eulàlia de Nadal & Francesc Posas
Cell Reports (2022) DOI: 10.1016/j.celrep.2022.111375

IRB Barcelona

El Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona) trabaja para conseguir una vida libre de enfermedades. Desarrolla una investigación multidisciplinar de excelencia para ofrecer soluciones pioneras a necesidades médicas no resueltas en el cáncer y otras enfermedades vinculadas al envejecimiento. Establece colaboraciones con la industria farmacéutica y los principales hospitales para hacer llegar los resultados de la investigación a la sociedad, a través de la transferencia de tecnología, y realiza  diferentes iniciativas de divulgación científica para mantener un diálogo abierto con la ciudadanía. El IRB Barcelona es un centro internacional que acoge a alrededor de 400 trabajadores de más de 30 nacionalidades. Reconocido como Centro de Excelencia Severo Ochoa desde 2011, es un centro CERCA y miembro del Barcelona Institute of Science and Technology (BIST).