Ampliado el catálogo de quimeras biológicas para el estudio del genoma

CNIO. Científicos del Grupo de Biología Computacional Estructural del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), dirigidos por Alfonso Valencia, han puesto a disposición pública el mayor catálogo de quimeras biológicas elaborado hasta la fecha. En concreto, la nueva base de datos comprende más de 29.000 pequeñas moléculas de ARN –aquellas que dan lugar a las proteínas– cuyo origen nace en regiones genómicas distintas. Estas moléculas, acuñadas como ARNs quiméricos, podrían desvelar marcadores útiles en la clínica oncológica e incluso nuevas dianas innovadoras para el tratamiento del cáncer.

Los datos, que se recogen en la revista Nucleic Acids Research (NAR) y se acaban de hacer públicos en la base de datos ChiTaRS, discrepan del dogma establecido de la biología molecular más clásica, que establece la formación de una sola proteína a partir de la información contenida en un solo gen.

Las proteínas quiméricas se pueden producir mediante dos procesos moleculares bien distintos: un primero, y más estudiado, por una traslocación entre crososomas que tiene lugar cuando los cromosomas intercambian regiones genómicas entre sí; y un segundo, y menos conocido, cuando ARNs originados a partir de distintos genes se fusionan para dar lugar a una sola proteína.

Aunque no se conoce muy bien la función de las quimeras en las células, “sabemos que tienen un papel importante en cáncer”, explica Valencia. De hecho, las traslocaciones cromosómicas sirven de marcadores en algunos tipos tumorales como la leucemia mieloide crónica.

Pequeñas moléculas biológicas

El nuevo catálogo, cuyo punto de partida ha sido el análisis bioinformático de las miles de quimeras descritas en la literatura, comprende más de 29.000 ARNs quiméricos procedentes de ocho especies distintas incluidas la humana, el ratón, la mosca de la fruta o la levadura. “Este fenómeno ocurre a lo largo de la evolución [está ya presente en las levaduras, cuyo origen evolutivo dista del humano en millones de años], aunque conocemos muy poco sobre él ya que en muchos casos los ARNs quiméricos se expresan en bajos niveles en las células”, dicen los investigadores.

Parte de los datos obtenidos por métodos computacionales o bioinformáticos se han verificado mediante experimentación en el laboratorio. Hasta 297 quimeras se han detectado en tres líneas celulares humanas, de las cuales 69 corresponden a una situación hasta ahora no descrita en humanos: se trata de proteínas cuyo origen radica en las dos hebras de ADN (aquellas cuyas direcciones de lectura son opuestas) de un mismo gen.

El futuro de las investigaciones está en entender la relevancia de todos estos procesos para el funcionamiento de las células sanas y su contribución al estudio del genoma y la biología del cáncer. “Los ARNs y las proteínas quiméricas se han convertido en los últimos años en un potente foco de atracción, ya que pueden servir como nuevos marcadores de cáncer, así como de posibles dianas para la generación de nuevos fármacos”, declara Milana Frenkel-Morgenstern, primera autora del trabajo.

“La base de datos es una fuente de información muy valiosa para el Consorcio Internacional del Genoma del Cáncer, cuyo objetivo es estudiar la genética de los 50 tipos o subtipos de cáncer con mayor relevancia clínica o para la sociedad en todo el mundo”, explican los investigadores.