Se descubre la forma en que se defienden las células en situaciones de estrés
Publicado originalmente por Lisbeth Heilesen, Universidad de Aarhus, el 27 de febrero de 2024
La figura muestra la formación de gránulos de estrés tras el estrés oxidativo en células de tipo salvaje y células con depleción de la enzima acetiltransferasa ac4C NAT10. Crédito: Pavel Kudrin
Un reciente estudio de un equipo internacional de investigadores ha revelado un interesante descubrimiento sobre cómo se defienden nuestras células en situaciones de estrés. La investigación, publicada en EMBO Reports, demuestra que una diminuta modificación en el material genético, denominada ac4C, actúa como un defensor crucial, ayudando a las células a crear unidades de almacenamiento protectoras conocidas como gránulos de estrés. Estos gránulos de estrés salvaguardan instrucciones genéticas importantes cuando la célula se enfrenta a desafíos. Los nuevos hallazgos podrían arrojar luz sobre vías moleculares relevantes que podrían aplicarse al tratamiento de enfermedades.
Los gránulos de estrés son parte integrante de la respuesta al estrés y están formados por ARNm no traducible agregado a proteínas. Aunque se sabe mucho sobre los gránulos de estrés, no se han descrito completamente los factores que impulsan la localización de su ARNm. La modificación del ARNm puede alterar las propiedades de las nucleobases y afectar a procesos como la traducción, el empalme y la localización de los distintos transcritos.
Sus hallazgos sugieren que la acetilación del ARNm regula la localización tanto de las transcripciones sensibles al estrés como de las proteínas que se unen al ARN en los gránulos de estrés y se suma a nuestra comprensión de los mecanismos moleculares responsables de la formación de gránulos de estrés.
Los gránulos de estrés son ensamblajes sin membrana de complejos ARNm-proteína que surgen de ARNm atascados en la iniciación de la traducción. Los complejos ARN-proteína son importantes para su formación, y los mecanismos que promueven la formación de gránulos de estrés implican tanto interacciones convencionales ARN-proteína como interacciones que abarcan regiones intrínsecamente desordenadas de las proteínas.
Los gránulos de estrés se han estudiado ampliamente y está bien establecido que se forman cuando la iniciación de la traducción está limitada y se han propuesto diversas funciones para los gránulos de estrés dentro de la célula. Aunque el ensamblaje y desensamblaje de los gránulos de estrés puede regularse mediante varias modificaciones postraduccionales, el impacto de las modificaciones del ARN en su formación, dispersión y función sigue sin estar claro.
Recientemente se ha demostrado que la modificación del ARN N4-acetilcitidina (ac4C) se deposita en el ARNm y regula la eficiencia de la traducción. El ac4C se conserva en todos los reinos de la vida y es inducido por varios tipos de estrés. El ac4C es menos abundante que otras modificaciones del ARNm y, debido a las dificultades para realizar un mapeo preciso y cuantitativo, su función y presencia en el ARNm han sido objeto de controversia.
Los investigadores demuestran en su publicación que el N4-acetilcitedina (ac4C) está enriquecido en los gránulos de estrés y que los transcritos acetilados se localizan predominantemente en los gránulos de estrés en respuesta al estrés oxidativo, proponiendo un modelo en el que la acetilación del ARN puede afectar a la localización del ARNm en los gránulos de estrés, en parte afectando a la liberación traslacional del ARNm del ribosoma, lo que aporta nuevos conocimientos tanto sobre la función y las consecuencias de la acetilación del ARNm como sobre el mecanismo de localización del ARN en los gránulos de estrés.
Los hallazgos permitirán comprender mejor cómo reaccionan las células al estrés y qué papel desempeñan las modificaciones del ARN en el proceso. Tanto el estrés como la acetilación del ARN tienen implicaciones en la enfermedad, y sus hallazgos podrían ayudar a arrojar luz sobre vías moleculares relevantes que podrían ser objetivo en la enfermedad.
El proyecto fue dirigido por el laboratorio de Ulf A.V. Ørom, de la Universidad de Aarhus (Dinamarca), y el estudio contó con la colaboración de investigadores de la Universidad de Tartu, la Universidad Técnica de Noruega y el Instituto Max Planck de Genética Molecular de Berlín.
Más información: Pavel Kudrin et al, N4-acetylcytidine (ac4C) promotes mRNA localization to stress granules, EMBO Reports (2024). DOI: 10.1038/s44319-024-00098-6
Provided by Aarhus University
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