Una proteína ligada al cáncer se une a un cromosoma de forma inesperada
Escrito por Sam Sholtis, Universidad Estatal de Pensilvania, el 14 de septiembre de 2026
editado por Lisa Lock, reseñado por Robert Egan
Una nueva estructura 3D de una proteína ligada al cáncer, unida a su célula asociada, revela detalles sobre cómo la proteína se une a los cromosomas y podría aportar información para futuros tratamientos de enfermedades. La proteína —BRD4— desempeña un papel fundamental en la forma en que las células leen, copian y reparan el ADN y ayuda a determinar cómo se producen diferentes tipos de células; se ha relacionado con muchos tipos de cáncer y se considera un objetivo prometedor para futuras terapias. El estudio, liderado por científicos de Penn State y publicado en la revista Molecular Cell, encontró que BRD4 puede unirse a estructuras de empaquetado de ADN en las células incluso sin una señal molecular que, durante mucho tiempo, se creyó necesaria para la interacción.
"Nos motivó entender la biología básica de BRD4 y lo
que puede enseñarnos sobre la estructura y función de este grupo de
proteínas", dijo Song Tan, profesor Verne M. Willaman de
Biología Molecular en el Penn State Eberly College of Science y líder del
equipo de investigación. "Aunque el papel de BRD4 en el cáncer no
fue nuestro objetivo inmediato, a medida que seguimos comprendiendo
mejor su función, esperamos revelar pistas que puedan utilizarse en tratamientos más efectivos."
Un análisis más detallado de BRD4
BRD4 es un miembro de una familia de proteínas que contienen estructuras llamadas bromodominios. La proteína utiliza estas estructuras para unirse a los cromosomas, donde BRD4 ayuda a controlar cuándo se activan o desactivan otros genes. Se pensaba que BRD4 se unía a la estructura repetitiva del cromosoma, llamada nucleosoma, cuando sus bromodominios interactuaban con proteínas del nucleosoma llamadas histonas, que habían sido modificadas mediante la adición de una etiqueta química, explicaron los investigadores.
"Estudios previos de la estructura de BRD4 lo habían
analizado junto con un fragmento de una de las histonas
modificadas", dijo Tan. "Estábamos interesados en comprobar si podíamos
obtener más información sobre su estructura y función al imaginarlo unido a un
nucleosoma completo."
El nucleosoma reveló más
El equipo utilizó criomicroscopía electrónica (crio-EM), una técnica potente que puede capturar imágenes a resolución cercana a la atómica, para demostrar que BRD4 se unía a la histona modificada, como era de esperar, pero también pudo observarse cómo se unía directamente al ADN del nucleosoma. La estructura de BRD4 unida al nucleosoma también mostró que, cuando uno de sus bromodominios se une a una histona modificada, la estructura proteica forma una plataforma para interactuar con otras proteínas.
"BRD4 interactúa con muchas otras proteínas para
cumplir su función; nuestra estructura 3D parece mostrar que está
preparando una alfombra de bienvenida para estas interacciones", dijo Jiang
Zhu, profesor asistente de investigación en bioquímica y biología molecular y
coautor principal del artículo.
"Esta visión estructural nos ayudará a empezar a
reconstruir exactamente cómo funciona esta proteína. Muestra el
beneficio de obtener imágenes de BRD4 en su contexto biológicamente relevante,
unido a un nucleosoma completo."
Enlazar sin la etiqueta esperada
El equipo realizó entonces experimentos adicionales para
comprobar si BRD4 aún podía unirse a un nucleosoma en ausencia de las etiquetas
químicas en las histonas. Descubrieron que BRD4 se
une a histonas no modificadas con una afinidad casi idéntica a la de su unión a histonas modificadas.
"Esto fue una sorpresa total", dijo Erik M. Leith, quien completó su doctorado en el programa de posgrado en bioquímica, microbiología y biología molecular de Penn State en 2025 y es coautor principal del artículo. "Era dogma en el campo que la etiqueta química de acetilación en la histona era necesaria para reclutar el bromodominio en nucleosomas, pero nuestra investigación muestra que regiones clave de la proteína BRD4 la ayudan a unirse a histonas no modificadas. Aún no sabemos si esto ocurre en células, pero si ocurre, podría abrir la puerta al descubrimiento de contextos adicionales en los que BRD4 u otras proteínas bromodominicas desempeñen roles biológicos importantes."
Además de Tan, Zhu y Leith, el equipo de investigación de
Penn State también incluía a los tecnólogos de investigación Erin N. O'Donnell
y Bryan P. Manzano, y Jean-Paul Armache, profesor asistente de bioquímica y
biología molecular. El equipo también incluía a Shwu-Yuan Wu y Cheng-Ming
Chiang en el Centro Médico Suroeste de la Universidad de Texas.
Detalles de publicación
Jiang Zhu et al., BRD4 se une al nucleosoma mediante
interacciones entre histonas y ADN, Molecular Cell (2026). DOI:
10.1016/j.molcel.2026.07.012
Información de la revista: Molecular Cell
Comentarios
Publicar un comentario