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Laboratorio de investigación científica. (iStock)
Este hallazgo podría sentar las bases para desarrollar desde vacunas contra el cáncer hasta cultivos que puedan soportar las condiciones de crecimiento cada vez más duras provocadas por el cambio climático
Investigadores de la Universidad de Western han descubierto una proteína que tiene la capacidad nunca antes vista de detener los daños en el ADN. Este hallazgo podría sentar las bases para desarrollar desde vacunas contra el cáncer hasta cultivos que puedan soportar las condiciones de crecimiento cada vez más duras provocadas por el cambio climático.
Los investigadores encontraron la proteína, llamada DdrC (por Proteína de Reparación de Daños en el ADN C), en una bacteria bastante común llamada Deinococcus radiodurans (D. radiodurans), que tiene la inusual capacidad de sobrevivir a condiciones que dañan el ADN, como por ejemplo, a una radiación de 5.000 a 10.000 veces mayor a la que mataría una célula humana normal. El investigador principal, Robert Szabla, dice que Deinococcus también es excelente en la reparación de ADN que ya ha sido dañado.
“Es como si tuvieras un jugador en la NFL que juega cada partido sin casco ni protectores”, dice Szabla, un estudiante de posgrado del Departamento de Bioquímica de Western. “Terminaría con una conmoción cerebral y múltiples huesos rotos en cada partido, pero luego, milagrosamente, se recuperaría completamente durante la noche a tiempo para entrenar al día siguiente”. Él y sus colegas descubrieron que DdrC es un elemento clave en este proceso de reparación.
Cada célula tiene un mecanismo de reparación del ADN para corregir los daños. “En una célula humana, si hay más de dos roturas en todo el genoma de mil millones de pares de bases, no puede repararse a sí misma y muere”, dice. “Pero en el caso de DdrC, esta proteína única ayuda a la célula a reparar cientos de fragmentos de ADN rotos y convertirlos en un genoma coherente”.
Szabla y su equipo utilizaron la Canadian Light Source (CLS) en la Universidad de Saskatchewan (USask) para determinar la forma tridimensional de la proteína, a partir de la cual trabajaron retrospectivamente para comprender mejor su “superpoder” para neutralizar los daños en el ADN. “La Canadian Light Source fue fundamental en esto”, dice Szabla. “Es la fuente de rayos X más potente de Canadá”. Los hallazgos del grupo fueron publicados en la revista Nucleic Acids Research.
Resulta que DdrC escanea en busca de roturas a lo largo del ADN y, cuando detecta una, se cierra de golpe, como una trampa para ratones. Esta acción de atrapamiento tiene dos funciones clave: “Lo neutraliza (el daño en el ADN) y evita que la rotura se dañe más. Y actúa como un pequeño faro molecular. Le dice a la célula: 'Oye, por aquí. Hay daño. Ven a repararlo'”.
Normalmente, dice Szabla, las proteínas forman redes complejas que les permiten realizar una función. DdrC parece ser algo fuera de lo común, ya que desempeña su función por sí sola, sin necesidad de otras proteínas. El equipo tenía curiosidad por saber si la proteína podría funcionar como un “complemento” para otros sistemas de reparación del ADN. Lo probaron añadiéndola a una bacteria diferente: E. coli. “Para nuestra gran sorpresa, en realidad hizo que la bacteria fuera más de 40 veces más resistente al daño por radiación ultravioleta”, dice. “Esto parece ser un ejemplo raro en el que tienes una proteína y realmente es como una máquina autónoma”.
Él dice que, en teoría, este gen podría introducirse en cualquier organismo –plantas, animales, humanos– y debería aumentar la eficiencia de reparación del ADN de las células de ese organismo. “La capacidad de reorganizar, editar y manipular el ADN de formas específicas es el santo grial de la biotecnología”, dice Szabla. “¿Y si tuvieras un sistema de escaneo como DdrC que patrullara tus células y neutralizara los daños cuando ocurrieran? Esto podría formar la base de una potencial vacuna contra el cáncer”.
El equipo de Western apenas está comenzando a estudiar Deinococcus. “DdrC es solo una de las cientos de proteínas potencialmente útiles en esta bacteria. El siguiente paso es indagar más, ver qué más usa esta célula para reparar su propio genoma, porque seguro que encontraremos muchas más herramientas de las que no tenemos idea de cómo funcionan o cómo serán útiles hasta que las investiguemos”.
