El descubrimiento de un reloj epigenético oculto en las mitocondrias revela un "límite vital"
Publicado originalmente por la Universidad Eötvös Loránd, Hungría, el 26 de agosto de 2024
Los niveles de N6-metiladenina en el genoma mitocondrial de C. elegans aumentan gradualmente con la edad. (A) La 6mA se acumula progresivamente en diferentes sitios del ADNmt (mito 3 y mito 4) durante el envejecimiento. (A') Cuantificación de los niveles relativos de 6mA de ADNmt en diferentes estadios adultos. Las barras indican ±S.D.; cada comparación revela ***: significación p < 0,001. Crédito: International Journal of Molecular Sciences (2023). DOI: 10.3390/ijms241914858
Basándose en sus trabajos sobre epigenética del envejecimiento y elementos transponibles, los investigadores Ádám Sturm y Tibor Vellai, de la Universidad Eötvös Loránd, han logrado otro avance en la comprensión de los mecanismos moleculares del envejecimiento. Su último estudio, publicado en la revista International Journal of Molecular Sciences, revela un novedoso mecanismo epigenético en el ADN mitocondrial (ADNmt) que podría transformar nuestro enfoque de la investigación y el diagnóstico del envejecimiento.
En sus artículos anteriores, "The mechanism of aging: Primary role of transposable elements in genome disintegration" y “Downregulation of transposable elements extends lifespan in Caenorhabditis elegans”, el Dr. Sturm y el Dr. Vellai establecieron el papel crucial de los elementos transponibles en el proceso de envejecimiento. Su investigación actual amplía esta base, descubriendo una nueva capa de complejidad en el envejecimiento celular.
El equipo de investigación ha descubierto una modificación del ADN hasta ahora oculta, la N6-metiladenina (6mA), que se acumula progresivamente en el ADNmt a medida que los organismos envejecen. Este fenómeno se observó en diversas especies, como el nemátodo Caenorhabditis elegans, la mosca de la fruta Drosophila melanogaster y los perros, lo que sugiere un mecanismo evolutivamente conservado en el proceso de envejecimiento en todas las especies animales.
Hemos descubierto lo que podría describirse como un «reloj epigenético mitocondrial», explica el Dr. Sturm. «Este reloj funciona a ritmos diferentes según la duración de la vida del organismo, lo que aporta una nueva perspectiva sobre cómo se regula el envejecimiento a nivel celular. Es fascinante ver cómo esto conecta con nuestro trabajo anterior sobre los elementos transponibles y la estabilidad del genoma.»
Para resolver disputas anteriores sobre la existencia de la marca de modificación oculta 6mA en genomas animales, el equipo desarrolló un método novedoso y fiable basado en PCR para detectar estas modificaciones. Esta técnica permite medir con precisión y secuencia específica los niveles de 6mA en el ADNmt, superando las limitaciones de los métodos anteriores.
Un hallazgo clave del estudio fue que los mutantes longevos de C. elegans, que viven el doble que los gusanos de tipo salvaje, acumulan 6mA a la mitad de velocidad que sus homólogos normales. Esta observación vincula estrechamente la tasa de acumulación de 6mA con el proceso de envejecimiento y la regulación de la esperanza de vida, lo que recuerda los hallazgos anteriores del equipo sobre la actividad de los elementos transponibles y la longevidad.
La investigación también dilucidó las vías enzimáticas responsables de añadir y eliminar las modificaciones de 6mA en el ADNmt. Sorprendentemente, parecen ser las mismas enzimas que intervienen en la metilación del ADN nuclear, lo que sugiere una regulación epigenética coordinada en distintos compartimentos celulares.
Según el Dr. Vellai, «nuestros hallazgos abren nuevas vías para comprender el proceso de envejecimiento e intervenir en él». Este reloj epigenético en el ADNmt podría servir como una forma más accesible y rentable de medir la edad biológica, en comparación con los métodos existentes. Combinado con nuestros conocimientos anteriores sobre los elementos transponibles, estamos obteniendo una imagen más completa del proceso de envejecimiento».
El estudio allana el camino para futuras investigaciones sobre cómo los factores ambientales, los diferentes estilos de vida y potenciales intervenciones podrían influir en la tasa de acumulación de 6mA en el ADNmt y en la actividad de los elementos transponibles. La comprensión de estos cambios epigenéticos podría conducir a estrategias novedosas para promover un envejecimiento más saludable y, potencialmente, prolongar la esperanza de vida.
Más información: Ádám Sturm et al, N6-Methyladenine Progressively Accumulates in Mitochondrial DNA during Aging, International Journal of Molecular Sciences (2023). DOI: 10.3390/ijms241914858
Información de la revista. International Journal of Molecular Sciences
Provided by Eötvös Loránd University
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