Nuevos avances en la regulación por microARNs en plantas

Responder la pregunta de cómo se procesan los microARNs es un reto para las investigaciones en plantas. El laboratorio de Biología del ARN del Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario (IBR, CONICET-UNR), bajo la dirección de Javier Palatnik, investigador principal del CONICET, en conjunto con un laboratorio de la Universidad de Missouri (St. Louis, Estados Unidos), desarrolló una herramienta acoplada a secuenciación masiva de última generación que permite estudiar el procesamiento de todos los microARN en paralelo.

El uso de esta herramienta en plantas modelo como Arabidopsis thaliana permitió demostrar que los mecanismos de procesamiento son distintos en términos de precisión y eficiencia. En última instancia, esto se traduce en que tanto la secuencia, cómo la cantidad final de un microARN, dependen del camino a partir del cual se generó.

“Esto es importante – porque la secuencia final de los microARNs nos dice qué genes regulan, la cantidad y qué tan fuerte es esta regulación”, remarca Belén Moro, becaria posdoctoral del CONICET en el IBR y primera autora del trabajo.

Los precursores de microARNs tienen pistas que indican dónde está el microARN. En el mismo trabajo, se caracterizó una nueva vía de procesamiento de microARNs, donde la parte del precursor que se reconoce nunca se había vinculado a la generación de microARNs.

“Esto nos da la pauta de que la biogénesis de microARNs en plantas es mucho más compleja de lo que se pensaba originalmente”, afirma Moro.  Además,  encontraron que partes del precursor que son ignoradas por la célula en circunstancias normales se vuelven relevantes en otras condiciones dando lugar a una vía secundaria que ajusta los niveles finales de los microARNs.

“En conjunto, estos hallazgos ponen de manifiesto la flexibilidad y plasticidad de las plantas para regular su expresión génica y responder dinámicamente a los cambios que se producen en su medio ambiente”.

Los descubrimientos fueron publicados en la revista Nucleic Acid Research, y contaron también con la colaboración de otros investigadores IBR y de la Universidad de Göttingen. El artículo fue seleccionado como nota de tapa de la revista. La misma, inspirada en un cuadro de Kandinski, fue una colaboración entre la primera autora, Belén Moro y la diseñadora gráfica Ludmila Zanni.

De qué hablamos, cuando hablamos de microARNs

Los microARNs se descubrieron hace 20 años en plantas y animales. Para los organismos vivos es esencial regular qué genes se expresan en cada momento. Los genes escritos en la famosa molécula de ADN se leen en una molécula parecida, el ácido ribonucleico o ARN.

Las células funcionan como computadoras, tienen toda la información -genes- que necesitan pero no la usan al mismo tiempo -controlan la expresión génica-. “Imaginemos tratar de leer una  nota en la computadora si tuviéramos todos nuestros archivos de word abiertos, mientras suenan todas nuestras listas de spotify”, comenta Moro.

Siguiendo con la analogía de la computadora, los investigadores explican que la forma que tienen la personas de elegir qué información usar, es haciendo click. Click sobre archivos particulares, en momentos determinados. Los microARNs, pequeñas moléculas de ARN, funcionan de esa manera, hacen click sobre los genes para que aparezcan o no, son reguladores maestros de la expresión génica.

Si bien los microARNs son pequeños, están contenidos en una molécula de ARN más grande, un precursor de microARNs. El truco está en que el microARN dentro del precursor, no puede hacer click en ningún gen. Tiene que liberarse, procesarse, para ser funcional. Mientras que en animales hay un único mecanismo de procesamiento, en plantas existen varios caminos por los cuales los precursores de miARN pueden ser procesados.