De luces y de sombras
En un contexto de desfinanciamiento de la ciencia argentina, el laboratorio de Alberto Kornblihtt sigue dando sorpresas a la comunidad científica internacional con sus investigaciones de punta: acaba de revelar que, en las plantas, la luz regula la velocidad con la que se copian algunos genes y, con ello, el tipo de proteínas que se producirán.
La investigación fue publicada en tapa por la prestigiosa revista Molecular Cell.
Hace cinco años, en abril de 2014, un equipo de investigadores de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA (Exactas UBA) y el CONICET inauguraba un campo del conocimiento que no tenía antecedentes en el mundo.
El grupo de investigación, liderado por biólogo molecular Alberto Kornblihtt, había descubierto un vínculo novedoso entre dos procesos fundamentales de la célula vegetal: la fotosíntesis y el splicing alternativo (ver recuadro).
Aquel hallazgo, publicado en la revista Science y dado a conocer por NEX, demostraba que el cloroplasto, la organela encargada de la fotosíntesis, es responsable de enviar una señal al núcleo de la célula vegetal para, de acuerdo con la cantidad de luz que recibe la planta, regular el splicing alternativo.
Era otra época para la ciencia argentina. Un tiempo muy diferente al actual, en el que los científicos tienen que poner plata de su bolsillo para poder hacer su trabajo.
“Nosotros somos un laboratorio privilegiado porque contamos con financiamiento externo”, reconoce Kornblihtt, profesor de Exactas UBA y director del Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias (IFIBYNE) de la UBA y el CONICET.
Gracias al aporte externo y las colaboraciones con grupos de investigación de otros países, el laboratorio que dirige Kornblihtt sigue trabajando en la frontera del conocimiento.
De hecho, hace pocos días, la comunidad científica internacional se enteró de otro avance de gran relevancia efectuado por este grupo: en las plantas, la luz regula la velocidad con la que se copian algunos genes y, con ello, el tipo de proteínas que se producirán. El hallazgo es esencial para comprender cómo puede responder un organismo vegetal ante condiciones extremas de iluminación.
La investigación fue publicada en la revista Molecular Cell, en cuya ilustración de tapa (diseñada por la investigadora Luciana Giono, también del IFIBYNE) está representado el descubrimiento argentino.
El día y la noche
Hace ya más de una década, el grupo de investigación del IFIBYNE también fue pionero a nivel mundial cuando demostró que la velocidad con la que se copia un gen influye en el proceso de splicing alternativo.
“Es lo que técnicamente se denomina ‘acoplamiento cinético’, y lo habíamos demostrado en células animales en cultivo”, explica Kornblihtt. “Ahora, con este trabajo, es la primera vez que se demuestra en un organismo entero y, además, es la primera vez que se prueba que el fenómeno ocurre en respuesta a una señal del ambiente, como es la luz”, subraya.
En efecto, trabajando con Arabidopsis thaliana, un “yuyo” muy utilizado como modelo de experimentación, los investigadores comprobaron que, cuando la planta es iluminada, algunos genes se copian más rápido que cuando las condiciones son de oscuridad.
Alberto Kornblihtt y Micaela Godoy Herz. Foto: Diana Martinez Llaser
Y no solo demostraron eso: “También encontramos que ese cambio en la velocidad es lo que causa los cambios en el splicing alternativo que habíamos observado en el trabajo de 2014”, revela Micaela Godoy Herz, primera autora del estudio.
En definitiva, con este nuevo aporte los científicos acomodan una nueva pieza en el complejo rompecabezas del funcionamiento celular. Así, el nuevo conocimiento sugiere que, de acuerdo con la cantidad de luz del ambiente, el cloroplasto envía una señal al núcleo de la célula indicando a qué velocidad se copiarán algunos genes. La mayor o menor rapidez con la que se efectúe ese copiado ocasionará, a su vez, que el proceso de splicing ocurra alternativamente, es decir, que se produzcan ARN mensajeros diferentes y, por lo tanto, proteínas distintas.
“El mecanismo parece ser importante para que la planta responda a situaciones ambientales de estrés”, señala Kornblihtt.
“Para poder cumplir con las exigencias de publicación de la revista, todo esto lo demostramos por tres métodos experimentales diferentes”, acota Godoy Herz.
Por la complejidad que conllevó su realización, el estudio requirió de la colaboración técnica de dos centros de investigación, uno de Polonia y otro de Escocia, que aportaron algunos datos experimentales para que Micaela Godoy Herz, Guillermina Kubaczka, Ezequiel Petrillo y Lucas Servi, jóvenes investigadores del IFIBYNE, pudieran efectuar el trabajo.
“Hay mucha desazón en los jóvenes investigadores por la situación dramática de la ciencia en el país y la incertidumbre acerca de su futuro. Es perverso que este gobierno castigue a la ciencia, sobre todo teniendo en cuenta el talento que existe”, opina Kornblihtt. “Yo ya estoy en la última parte de mi carrera. Pero la gente joven, que tiene tanta pujanza, que está tan bien preparada por la universidad pública, está viviendo una situación de destrucción de la ciencia”, concluye.
Splicing alternativo
El ADN contiene la información genética. Es decir, las instrucciones que permiten “construir” a un ser viviente y “hacerlo funcionar”. Pero el ADN no puede realizar semejante tarea por sí solo: debe transmitir esa información a un mensajero, que es el ARN. Esa transmisión de información la efectúa una enzima -la polimerasa-, que usa el ADN como molde para fabricar el ARN.
Pero el ARN recién fabricado es una larga cadena que aun no está lista para cumplir su función de mensajero. Antes, será sometido a una serie de cortes y empalmes que lo prepararán para realizar su cometido: llevar la información a los ribosomas, que son organelas que interpretan esos datos y los traducen a un lenguaje que les posibilita fabricar las proteínas que “construyen” y “hacen funcionar” la vida. El proceso de corte y empalme del ARN se denomina splicing.
Desde hace algunas décadas, se sabe que esos cortes y empalmes pueden ocurrir en sitios alternativos del ARN. La consecuencia de este fenómeno, denominado splicing alternativo, es que un mismo gen puede dar origen a mensajeros que portan información diferente y que, por lo tanto, darán lugar a la fabricación de proteínas diferentes.
En definitiva, se trata de un mecanismo que potencia significativamente la capacidad del genoma, que contiene un número limitado de genes, y explica la gran diversidad de proteínas existentes.
Lo que descubrió el grupo dirigido por Kornblihtt, que se acaba de publicar en Molecular Cell, es que la luz aumenta la velocidad con la que la polimerasa copia el ADN para fabricar ARN, y que ese cambio de velocidad hace que se produzca un splicing alternativo que da lugar a diferentes mensajeros (y, por lo tanto, a distintas proteínas), según la planta se encuentre iluminada o en la oscuridad.
