Marañas de ARN

Comenzamos la semana con el descubrimiento de un mecanismo fundamental para la comprensión de la biología molecular de las células. Y cuando decimos fundamental nos referimos no a un mecanismo concreto que afecta a unas pocas moléculas o genes, sino a un proceso que afecta a muchas moléculas al mismo tiempo y que, por consiguiente, puede causar muchos y diversos problemas cuando funcionan mal y explicar, al mismo tiempo, diversos fenómenos biológicos.
En realidad no se trata de nada novedoso, ya que los biólogos moleculares tenían los hechos delante de sus narices, pero como pasa tantas veces, para ver hay que detenerse a mirar. Y es que el descubrimiento se refiere a uno de los ácidos nucleicos más conocidos desde hace más tiempo, del que ya hemos hablado en ocasiones en este programa: el ARN mensajero.
Como sabemos, este ARN es el ácido nucleico encargado de transportar la información genética desde el ADN, donde se almacena, hasta los ribosomas, las máquinas moleculares que la transforman en proteínas específicas: las piezas de la maquinaria celular necesarias para mantener a las células con vida.
Los ARN mensajeros están formados por la unión de letras en una simple hebra, y no en dos hebras como sucede en la famosa doble hélice del ADN. Estas dos hebras poseen una secuencia de nucleótidos complementaria, que permite a una cadena adherirse a la otra, por lo que una se une a la otra como si fuera una cremallera. Cada hebra de la cremallera contiene la misma información.
En el caso de cada ARN mensajero procedente de cada uno de los genes que deben generar la correspondiente proteína, la hebra simple de letras que lo forma posee regiones que pueden ser adhesivas con otras regiones de la misma hebra. Estas regiones pueden unirse entre sí formando zonas de doble hebra separadas por zonas de simple hebra y esto conlleva que la hebra del ARNm se pliegue sobre sí misma y adquiera, no una conformación en forma de cinta, sino una conformación tridimensional, como si una cuerda llena de nudos se tratara.
Evidentemente, si sobre una cinta tenemos escrita una información, pero la cinta está llena de nudos, tendremos que deshacerlos para poder leerla. La velocidad a la que podremos leer esa información dependerá de la velocidad a la que podamos deshacer los nudos. Si la cinta está muy enmarañada nos costará más, si está menos, nos costará también menos.
Pues bien investigadores de la University College de Londres descubren ahora, y publican en la revista Nature, que algo similar sucede con los ARNm y los ribosomas. Dependiendo de la secuencia de letras y la longitud, los ARNm están más o menos enmarañados, lo que se traduce en una mayor o menor producción de proteínas. En el audio explicamos con más detalle las importantes implicaciones de este nuevo descubrimiento (1).

El raro caso de la Nova de 1670.

La noche del 20 de junio de 1670, el Padre Anthelme, monje astrónomo de Dijon, Francia, observaba a simple vista la región del cielo gobernada por la constelación del Cisne cuando descubrió, sorprendido, una nueva estrella que jamás había visto. Durante los días siguientes, el padre Anthelme se esforzó por encontrar referencias a dicha estrella en los mapas estelares disponibles pero no encontró ninguna, en todas las cartas estelares aparecían estrellas mucho más débiles pero no aquella. Comunicó el descubrimiento a sus colegas y así quedó plasmado en un escrito de la Academia Real de las Ciencias de París del año siguiente.
Por fortuna, el padre Anthelme no fue el único en observar la nova. Un mes más tarde, Johannes Havelius, un afamado astrónomo de Gdansk, en Polonia, descubre la nova y lo publica también. En su escrito, Havelius dice que en previas observaciones de la misma zona, realizadas entre 1759 hasta 1766, aquella estrella no estaba.
La estrella, que fue seguida durante el verano y el otoño de 1670 por los astrónomos de la época, fue perdiendo brillo poco a poco hasta desaparecer de la vista. Al año siguiente, cuando los cielos parecían haber vuelto a su cauce, la estrella surgió de nuevo y más brillante que antes. En esta ocasión. el astrónomo Cassini, famoso por sus estudios sobre los anillos de Saturno, fue uno de los seguidores hasta que la estrella se desvaneció de nuevo. Una tercera vez volvió a brillar al año siguiente aunque con menos intensidad y por fin el 22 de mayo de 1672 desapareció de la vista para siempre.
Este comportamiento parecía cuadrar con un tipo de estrellas llamadas “novas” que se forman cuando existe una transferencia de masa entre dos estrellas en un sistema binario. Una estrella gigante roja va expandiéndose y proporcionando masa que cae en espiral hacia una enana blanca. Cuando la cantidad de hidrógeno acumulado en la enana blanca supera cierto límite, se enciende el horno nuclear de fusión y la estrella aumenta dramáticamente su brillo. El renacimiento de la estrella tiene corta duración, hasta que el combustible capturado se agota, pero como el proceso de transferencia de masa continúa, la estrella vuelve a brillar de nuevo en sucesivas ocasiones.
La estrella de 1670, conocida como CK Vulepeculae, no volvió a ser vista aunque, gracias a las publicaciones de la época, una búsqueda de sus restos en 1985 permitió detectar en el lugar una nebulosa, aunque no se pudo identificar ninguna estrella dentro de ella. Lo que sí se pudo detectar fue una fuente de radio en el centro.
Ahora, un estudio firmado por Tomas Kaminski Instituto Max Planck y publicado en Nature proporciona nuevos datos sobre la nebulosa CK Vulepeculae. Gracias a las observaciones llevadas a cabo por el radiotelescopio APEX, situado en el Llano de Chajnantor, en Atacama, Chile. Kaminski y sus colegas han podido identificar los componentes atómicos y moleculares existentes en la nebulosa. Este gas es rico en nitrógeno y otros compuestos como el monóxido de carbono y amoniaco, sin embargo carece de otros productos que son considerados típicos de las novas, como ciertos óxidos de azufre y del ion hidroxilo (OH-). Las características de los compuestos detectados no parecen cuadrar con los cálculos teóricos de una nova típica. Se lo contamos hoy en el programa. (2)

La aspirina y el cáncer de colon.

La última noticia de la semana está relacionada con un tema fascinante por su poder explicativo sobre nuestra vida, lo que nos sucede, lo que no nos sucede, lo que somos o lo que no somos: La interacción entre genes y entorno. En este caso la noticia tiene que ver con la salud ya que el descubrimiento se realiza gracias a un estudio clínico, realizado con pacientes y controles sanos, que intenta confirmar o refutar la idea de que el uso regular de aspirina protege del desarrollo de cáncer de colon y, más concretamente todavía, si esto depende de nuestros genes.
Ya es conocido que el uso diario de bajas dosis de aspirina, unos 100 mg al día, parece reducir el riesgo de enfermedad cardiovascular. Claro, estas conclusiones están basadas en estadística. Se comparan dos poblaciones, una que toma aspirina, la otra que no, y se comprueba que aquella que la toma sufre menos infartos de miocardio, por ejemplo, a lo largo de un tiempo de estudio.
Sin embargo, esto no quiere decir que la toma de aspirina proteja a todos por igual. Podría suceder que, dependiendo de factores genéticos, o a realizar más o menos ejercicio, por ejemplo, a algunos no los protegiera, o incluso a algunos les perjudicara, aunque la media estadística de la población estudiada resultara favorable. Además, obviamente, el riesgo de hemorragia intestinal que es incrementado por la toma de aspirina también debe ser considerado para sopesar el equilibrio entre riesgos y beneficios de la aspirina.
Los estudios realizados hasta la fecha indican que la aspirina protege del desarrollo del cáncer de colon, pero se desconocía si esta protección dependía de factores genéticos y si, dependiendo de estos factores, la aspirina pudiera ejercer mayores o menores efectos protectores. Evidentemente, para intentar conseguir información fiable sobre este, como sobre otros temas, es importante estudiar al mayor número de pacientes y de controles.
Y bien, un grupo internacional formado por 53 médicos y científicos de varias universidades estudia ahora a 8,634 personas que han desarrollado cáncer de colon y tomaban aspirina de forma regular o no y las compara a un grupo similar de personas, 8.553, que no lo han desarrollado y también tomaban aspirina de forma regular o no la tomaban.
Los investigadores pueden ahora realizar lo que se llama un estudio completo de asociación genómica. Estos estudios de asociación genómica intentan revelar diferencias genéticas puntuales en cualquier lugar del genoma entre individuos o poblaciones que difieren en alguna condición manifiesta, es decir en el fenotipo. Se trata de elegir a dos poblaciones que difieren en algo, como puede ser haber desarrollado cáncer o no, y estudiar si ambas poseen alguna característica genética distinta que pueda explicar la diferencia.
En este caso, los investigadores pretendían revelar diferencias entre personas que habían desarrollado cáncer de colon o no, y que tomaban aspirina de forma regular, o no. Los datos sobre el cáncer y las muestras de sangre provienen de estudios realizados desde 1976 a 2011 en USA, Canadá, Australia y Alemania.
¿Qué encuentran los investigadores?
El empleo regular de aspirina o de antiinflamatorios no esteroideos se confirmó que está asociado con un menor riesgo de desarrollar cáncer de colon, pero, curiosamente, este riesgo depende de las variantes de algunos genes que se posean. Dos variantes génicas resultaron particularmente importantes.
La primera se sitúa en el cromosoma 12, cerca de un gen llamado MGST1. Los individuos con la variante más común (TT) se vieron protegidos por la toma de aspirina, pero el 4% de la población posee una variante diferente (TA o AA) y en estos la aspirina incrementó el riesgo de padecer cáncer de colon.
La segunda variante génica se sitúa en el cromosoma 15, cerca del gen denominado IL-16. En este caso, de nuevo el uso de la aspirina disminuyó el riesgo de cáncer de colon en aquellos individuos que poseían la variante más común (AA), pero aquellos individuos con otras variantes (AC o CC), que suponen el 9% de la población, la aspirina no disminuyó ni incrementó el riesgo de desarrollar cáncer.
Así pues, sin saber qué variante génica poseemos no podemos estar seguros de si la toma de aspirina tendrá un efecto positivo, negativo neutro. Estos estudios nos acercan un poco más al sueño de la medicina personalizada, en la que se administrará un fármaco a un paciente, en una determinada dosis, dependiendo de sus variantes génicas, lo que aumentará la eficacia y disminuirá los efectos secundarios indeseados.

(1) Yoichiro Sugimoto et al. hiCLIP reveals the in vivo atlas of mRNA secondary structures recognized by Staufen 1. http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature14280.html

(2) Colliding Stars Explain Enigmatic Seventeenth Century Explosion. Tomasz Kamiński Et al,. http://www.eso.org/public/news/eso1511/