En un avance significativo, investigadores del Instituto de Neurociencias han desvelado el mecanismo que evita conflictos en la actividad de las células madre del cerebro adulto. Este proceso se lleva a cabo mediante la retención selectiva de ARN mensajeros en el núcleo celular.
Este hallazgo arroja luz sobre cómo estas células logran expresar simultáneamente genes de mantenimiento de su identidad y genes de diferenciación neuronal sin interferencias.
El estudio, publicado recientemente en la revista Nature Communications, muestra que este mecanismo permite que las células madre cerebrales estén preparadas para diferenciarse rápidamente en respuesta a las señales adecuadas.
Esta capacidad es crucial para la regeneración de tejidos cerebrales y el adecuado funcionamiento del sistema nervioso.
Los expertos del laboratorio Plasticidad Celular en Desarrollo y Enfermedad, dirigido por Ángela Nieto, descubrieron que la clave reside en la retención selectiva de los ARN mensajeros en el núcleo celular.
Ainara González-Iglesias, primera autora del artículo, explica que mientras los ARN mensajeros de los genes de las células madre salen del núcleo para traducirse en proteínas, los mensajeros de los genes neuronales permanecen retenidos en el núcleo, evitando así su expresión.
Este mecanismo actúa como un interruptor de doble sentido. Cuando las células madre deben diferenciarse en neuronas, son los mensajeros de los genes de mantenimiento de células madre los que se quedan retenidos en el núcleo, permitiendo la expresión de los genes neuronales.
Nieto destacó que siempre se quedan retenidos los mensajeros de los que no tienen que funcionar. También enfatizó que este mecanismo no solo evita conflictos de decisión, sino que también mantiene la maquinaria preparada para la diferenciación inmediata.
La importancia de este descubrimiento radica en su potencial para comprender mejor los procesos de desarrollo y regeneración cerebral.
Una diferenciación neuronal prematura o una falta de control en la expresión genética podrían conducir a desórdenes en el sistema nervioso.
Al elucidar el mecanismo que regula la coexistencia de genes en las células madre cerebrales, los investigadores han dado un paso crucial para desentrañar los complejos mecanismos que subyacen al funcionamiento adecuado del cerebro.
La investigación, realizada en colaboración con expertos de la Universidad de Valencia y el Centro de Regulación Genómica de Barcelona, se centró en la zona subventricular del cerebro del ratón adulto, una región rica en células madre.
Los investigadores descubrieron que el mecanismo de retención en el núcleo está relacionado con la falta de una modificación del ARN llamada metilación, que induce la eliminación de los intrones, fragmentos del ARN mensajero que deben eliminarse para permitir la traducción de proteínas.
Este hallazgo abre nuevas vías para el estudio de enfermedades neurológicas y trastornos del desarrollo cerebral.
Al comprender cómo se regula la expresión genética en las células madre cerebrales, los científicos podrían diseñar estrategias terapéuticas más efectivas para tratar condiciones relacionadas con la pérdida o el mal funcionamiento de estas células.
Además, el descubrimiento del mecanismo de retención nuclear de ARN mensajeros podría tener implicaciones más amplias en el campo de la biología celular.
Este proceso podría estar involucrado en la regulación de la expresión genética en otros tipos de células, lo que sugiere que los hallazgos de este estudio podrían ser relevantes para comprender una variedad de procesos biológicos.
