Han pasado 65 años desde que James Watson y Francis Crick descubrieron la estructura de doble hélice del ADN y el material genético de nuestras células sigue ofreciendo sorpresas. En concreto, el equipo de Daniel Christ y Marcel Dinger acaba de hacer historia identificando y localizando por primera vez en células vivas una nueva forma de ADN con una estructura totalmente distinta y cuyo rol todavía se desconoce.
En un trabajo publicado este lunes en la revista Nature Chemistry, los autores documentan la existencia de unas estructuras de ADN llamadas i-motifs cuya forma es completamente diferente de la doble hélice y que aparecen aquí y allá dentro de la cadena en forma de pequeños nodos. “Cuando la mayoría de nosotros pensamos en el ADN pensamos en la doble hélice”, explica Christ,. “Esta nueva investigación nos recuerda la existencia de un ADN totalmente diferente y que podría ser importante para nuestras células”. Diferente no solo en la forma, sino en la manera en que unos nucleótidos encajan con los otros, ya que dispone de cuatro hilos o hebras. “En la estructura en nodo”, explica Dinger, “las letras C [Citosina] de la misma hebra de ADN se adhieren unas a otras - lo que es muy diferente de la doble hélice, donde las letras de cada hebra se reconocen entre sí y las Cs se pegan a las Gs [guanina]”.
Los i-motifs se habían visto in vitro, pero se desconocía si existían en el interior de las células de organismos vivos
Aunque la existencia de los i-motifs ya se conocía, solo se había observado in vitro y no en células vivas, y existía incluso la duda de si existiría en el interior de las células de organismos vivos. Para detectarlas, los autores del estudio desarrollaron una nueva herramienta de gran precisión, un fragmento de una molécula de un anticuerpo que podría reconocer los i-motifs y pegarse a ellos. Mediante técnicas de fluorescencia, el equipo pudo localizar dónde se encontraban los nodos dentro de las lineas de ADN, que aparecieron en forma de puntos verdes luminosos a lo largo de todo el núcleo.
“Lo que mas no emocionó fue que podríamos ver esos puntos verdes - los i-motifs- apareciendo y desapareciendo en el tiempo, de modo que descubrimos que se están formando y disolviendo una y otra vez”, asegura el coautor del estudio Mahdi Zeraati. En concreto, los autores vieron que los nodos se formaban mayoritariamente en un momento determinado del ciclo de la vida celular, la fase G1 en la que el ADN se “lee” activamente. También vieron que los i-motifs aparecen en áreas que controlan si los genes se encienden o se apagan y en los telómeros, los extremos de la cadena de material genético que tienen gran importancia en el proceso de envejecimiento. “Creemos que las idas y venidas de los i-motifs son una pista sobre lo que hacen”, apunta Zeraati. “Parece que están ahí para ayudar a los genes a activarse o desactivarse, y para afectar a si un gen es leído activamente o no”.
“Creemos que las idas y venidas de los i-motifs son una pista sobre lo que hacen”
Los autores también creen que es precisamente esta naturaleza transitoria de los nodos la que ha hecho que fuera tan difícil seguirles la pista hasta ahora. “Es emocionante descubrir una forma completamente nueva de ADN en las células”, concluye Dinger. “Estos descubrimientos marcarán una etapa para dar una empuje totalmente nuevo a la comprensión del papel de este nuevo ADN y si tiene consecuencias sobre la salud y las enfermedades”.
Referencia: I-motif DNA structures are formed in the nuclei of human cells (Nature Chemistry) DOI: 10.1038/s41557-018-0046-3
