Un equipo del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha descrito un innovador mecanismo para controlar la formación de lazos de ADN por las proteínas cohesinas, implicadas en procesos cancerígenos y en enfermedades raras. Este avance podría abrir nuevas vías para el desarrollo de tratamientos médicos.
Los complejos de proteínas y ADN en la célula funcionan como verdaderas nanomáquinas. El complejo de cohesinas, formado por proteínas clave en la transcripción y replicación del ADN, es crucial en diversos tipos de cáncer y enfermedades raras, como el Síndrome de Cornelia de Lange. Este síndrome provoca retraso en el crecimiento, dismorfia facial y defectos en las extremidades, entre otros síntomas.
Hasta ahora, se sabía que las cohesinas generan grandes lazos de ADN de manera controlada, pero los mecanismos de control eran desconocidos. Utilizando simulaciones computacionales, el grupo de Modelado Molecular del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CSIC-UAM), bajo el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (MICIU), ha propuesto un mecanismo de trinquete implicando a las proteínas STAG2 y RAD21. Este mecanismo permite el alargamiento unidireccional de los lazos de ADN, bloqueando su retroceso.
Investigadores como David Ros-Pardo, Íñigo Marcos-Alcalde y Paulino Gómez-Puertas explican que se han propuesto varios mecanismos para la formación de lazos de ADN, pero hasta ahora no se había identificado un sistema de bloqueo. «Este sistema funcionaría como un mecanismo de trinquete, similar a la lengüeta de una brida de plástico, que permite el avance en un solo sentido», detallan los científicos.
El estudio, publicado en la revista International Journal of Biological Macromolecules, destaca que el conjunto STAG2/RAD21 permite el deslizamiento unidireccional del ADN, facilitando la extensión de los lazos y evitando su colapso. Para este estudio se usaron técnicas computacionales de modelado molecular dinámico y simulaciones «de grano grueso», permitiendo tiempos de simulación de varios microsegundos en sistemas complejos. Estas simulaciones fueron posibles gracias a los sistemas de computación de alto rendimiento del Centro de Cálculo Científico de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM).
Este descubrimiento permite entender por primera vez la regulación de la formación de lazos de ADN, un mecanismo clave en la expresión génica y la división celular. «Ofrece una visión mecanística del bloqueo del deslizamiento de ADN y convierte a las proteínas STAG2 y RAD21 en posibles dianas para el desarrollo de medicamentos», explican los científicos del CBM. Estos fármacos podrían detener o regular la división celular, ofreciendo tratamientos potenciales para el cáncer y el Síndrome de Cornelia de Lange, entre otras enfermedades raras.
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