Investigadores de la Universidad de Toronto han mapeado la distribución espacial de alrededor de 700 ARN largos no codificantes, conocidos como lncRNA, en los testículos. El equipo descubrió niveles mucho más altos de lncRNA en los testículos de lo que se había estimado anteriormente, lo que sugiere que los lncRNA pueden desempeñar un papel más importante en la reproducción masculina de lo que se pensaba anteriormente.
El equipo de investigación se propuso realizar un análisis de todo el genoma de los patrones de localización del lncRNA dentro de los testículos de un organismo modelo común utilizado en la investigación biomédica: la mosca de la fruta. Descubrieron que la cantidad de genes de lncRNA expresados y sus niveles de expresión excedían las expectativas basadas en los registros existentes y las suposiciones sobre su falta de importancia, en parte porque los lncRNA no codifican proteínas.
«Los ARN largos no codificantes son un tema controvertido porque no está claro qué funciones realizan la mayoría de ellos, si es que realizan alguna», dijo. Mateo Jasimowiczcoautor del estudio y estudiante de doctorado genética molecular En la Universidad de Toronto Centro Donnelly de Investigación Celular y Biomolecular«La incertidumbre con respecto a los lncRNA se debe en parte a la creencia de que sus niveles de expresión son relativamente bajos en todos los genomas. Los resultados de nuestro estudio han refutado esta creencia y han demostrado varias funciones potenciales de los lncRNA en el desarrollo y crecimiento de los espermatozoides».«
Y el estudio fue Publicado en la revista Comunicaciones de la naturaleza.
En todo el reino animal, los espermatozoides en desarrollo tienen los niveles más altos de expresión genética, y los genes de ARNc se expresan en niveles más altos que los genes codificantes, y durante un período mucho más largo. El cromosoma Y, que se expresa de forma única durante el desarrollo del esperma, también presenta un desafío único para los investigadores debido a una variedad de propiedades genéticas inusuales, que incluyen elementos transponibles, repeticiones satélite y pseudogenes.
Los elementos transponibles son secuencias de ADN que se mueven de una región del genoma a otra. Tanto las repeticiones satélite como los pseudogenes no son codificantes; las primeras consisten en secciones más grandes de secuencias de ADN repetitivas y las segundas son estructuralmente similares a los genes.
La presencia de estos elementos repetitivos no codificantes en el cromosoma Y hace que éste quede silenciado en todas las etapas del desarrollo excepto en la producción de espermatozoides. Sin embargo, estos elementos pueden suponer riesgos para los espermatozoides al incorporar elementos no codificantes en los genes, lo que puede provocar mutaciones, anomalías en los espermatozoides o defectos de nacimiento.
El equipo de investigación ha encontrado varios ejemplos de genes de lncRNA que reducen las actividades transponibles potencialmente dañinas, manteniéndolas en un nivel que promueve la evolución de nuevos genes en lugar de mutaciones en genes existentes.
«Se ha demostrado que los espermatozoides maduros contienen ARN de genes codificantes y no codificantes. El ARN no codificante presente en el núcleo del esperma puede influir en el metabolismo y el comportamiento a lo largo de múltiples generaciones», dijo Jacimovitch.
El equipo de investigación también descubrió un nuevo tipo de partícula basada en lncRNA en el semen que podría afectar la reproducción y la descendencia.Los investigadores plantearon la hipótesis de que las nuevas partículas basadas en ARNc podrían ser producidas tanto por células espermatogénicas como por células no espermatogénicas, y que podrían enviar señales intercelulares complejas.
««Muchos de los lncRNA que encontramos se pasaron por alto en estudios anteriores porque no están poliadenilados», dijo. Katherine Shaw«Este proceso añade una cola a la molécula de ARN que consiste en una cadena de bases de adenina, que estabiliza la molécula y previene la degradación. Resulta que la mayoría de los lncRNA no están poliadenilados, razón por la cual muchos de ellos han escapado a la detección mediante métodos convencionales».«
«Nuestro hallazgo de altos niveles de expresión de lncRNA en los testículos es clave para refutar las suposiciones de que los lncRNA son en su mayoría no funcionales, ya que estas suposiciones se basan en gran medida en observaciones de baja expresión», dijo. Henry Kraus, El investigador principal del estudio y profesor de genética molecular del Centro Donnelly. Facultad de Medicina de Temerty. «Las partículas basadas en ARNc recién descubiertas, en particular, tienen el potencial de contribuir al desarrollo de nuevas terapias basadas en ARN».“.”
Esta investigación fue apoyada por los Institutos Canadienses de Investigación en Salud y el Consejo de Investigación en Ingeniería y Ciencias Naturales de Canadá.
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