Miguel Gallach
Center for Integrative Bioinformatics Vienna (CIBIV)
El ARN es una molécula esencial para la expresión y regulación de los genes. Mediante el procesado o modificación bioquímica del ARN, las células pueden generar un número casi infinito de variantes moleculares y formas de regular la expresión génica. Por ejemplo, mediante la conversión o editado de adeninas en inosinas (A-en-I) o citosinas en uracilos (C-en-U), las células pueden controlar el splicing alternativo, regular el procesado de los microARNs, o modificar la propia secuencia de aminoácidos originalmente codificada en el genoma. La metilación del N6 de las adenosinas, está implicada en la regulación de la apoptosis y la pluripotencialidad de las células en mamíferos así como en la interrupción del desarrollo en plantas. Los microRNAs, además de su conocida implicación en la regulación de la expresión génica, también participan en la estabilidad de los centrómeros y telómeros, estructuras primordiales de los cromosomas. Algunos de esto procesos cooperan o incluso compiten por la regulación del ARN, como ocurre entre editado de A-en-I y el ARN de interferencia.
Varios estudios han mostrado recientemente el potencial adaptativo de algunos tipos de procesado del ARN en la aclimatación a nuevos regímenes de temperatura, defensa antiviral o respuesta inmune en plantas ante patógenos. ¿Cuál es la contribución del procesado del ARN en la evolución de los genomas? Los recientes avances en secuenciación masiva del ADN (Next Generation Sequencing, o NGS) nos permiten ahora detectar modificaciones del ARN a escala genómica, y nos ofrecen una oportunidad sin precedentes para estudiar la fuerzas evolutivas que gobiernan la evolución de estos sitios. Un buen ejemplo de esto es el análisis genómico del editado de A-en-I mediante el uso de NGS, que nos ha permitido detectar cientos de miles de modificaciones hasta ahora desconocidas (St. Laurent et al., 2013; Bazak et al., 2014) y hacer los primeros análisis comparativos entre especies. Una de las observaciones mas interesantes de estos análisis es que la tasa de sustitución es notablemente mayor en los sitios editados que en los no editados. Algunos investigadores defienden que estas diferencias evidencian evolución adaptativa en los sitios editados mientras que otros autores claman que estas diferencias son producto del azar, y por tanto, neutrales.
Comprender los mecanismos moleculares y patrones evolutivos de estos procesos moleculares es uno de los nuevos desafíos de la investigación biológica, médica y evolutiva. Por este motivo, entre el 17 y el 20 de mayo, Valencia acogerá en un congreso a expertos de diferentes países para discutir los nuevos avances en el campo. El congreso esta financiado mayormente por la Society for Molecular Biology and Evolution (SMBE), una de las sociedades académicas con mayor prestigio internacional para el estudio de la biología molecular y evolutiva. La generosa contribución de la Universidad de Valencia permitirá que la celebración del congreso tenga lugar en el emblemático Jardín Botánico de la ciudad del Turia.
Más información del evento en http://smbeed2016.cibiv.univie.ac.at/.
Referencias
Bazak, L., et al. 2014. A-to-I RNA editing occurs at over a hundred million genomic sites, located in a majority of human genes. Genome Res. 24:365-376.doi: 10.1101/gr.164749.113
St Laurent, G., et al. 2013. Genome-wide analysis of A-to-I RNA editing by single-molecule sequencing in Drosophila. Nat Struct Mol Biol. 20:1333-13339. Doi: 10.1038/nsmb.2675