Ruvkun comparte premio con Victor Ambros por dilucidar un principio fundamental de la regulación de la actividad genética
De un vistazo:
- Los microARN son reguladores críticos de la actividad genética y de las proteínas que estos genes producen.
- La regulación genética por microARN es un mecanismo antiguo que ocurre en múltiples organismos.
- Comprender cómo funcionan los microARN puede ayudar a esclarecer cómo funcionan los organismos en condiciones de salud y cómo funcionan mal en condiciones de enfermedad.
Gary Ruvkun , profesor de genética en la Escuela de Medicina de Harvard e investigador del Hospital General de Massachusetts, ha recibido el Premio Nobel de Fisiología o Medicina 2024 por el descubrimiento de los microARN, una clase de pequeñas moléculas de ARN que regulan las actividades de los genes en plantas y animales, incluidos los humanos.
Ruvkun comparte el premio con su colaborador Victor Ambros, de la Facultad de Medicina Chan de la Universidad de Massachusetts. Ruvkun y Ambros descubrieron los primeros microARN en animales y demostraron cómo estos pueden desactivar genes cuyas actividades son cruciales para el desarrollo.
Los descubrimientos de ambos investigadores revelaron un mecanismo de regulación genética totalmente novedoso. De hecho, los microARN están demostrando ser de importancia fundamental para el desarrollo y el funcionamiento de los organismos, afirmó el comité Nobel en su declaración.
Nuevo giro en una trama clásica
El código de la vida se almacena en el ADN, que se guarda herméticamente en el interior del núcleo celular. Durante la división celular, las instrucciones del ADN de los genes activos se copian y se transportan fuera del núcleo mediante el ARN mensajero a partes de la célula donde se traducen en proteínas funcionales.
En la década de 1990, los descubrimientos de Ruvkun y Ambros añadieron un nuevo giro a esta trama clásica. Identificaron caracteres hasta entonces desconocidos (los microARN) que desempeñan un papel fundamental al unirse a ARN mensajeros específicos y desactivarlos, regulando así qué genes se traducen en proteínas y cuáles se suprimen. Al hacerlo, estas diminutas moléculas pueden alterar el modo en que los organismos se desarrollan, maduran, funcionan y funcionan mal.
Como potentes reguladores de la actividad genética y de la expresión de proteínas producidas por estos genes, los microARN tienen profundas implicaciones para la enfermedad y la salud, y los descubrimientos de Ruvkun y Ambros han provocado una revolución en la medicina del ARN.
El trabajo de los científicos reveló que los microARN son reguladores fundamentales del desarrollo normal y la fisiología de animales y plantas, así como actores clave en una variedad de enfermedades humanas, incluidas la enfermedad cardíaca coronaria, las enfermedades neurodegenerativas y muchas formas de cáncer.
“La investigación de Ruvkun y Ambros combina elegantemente la biología evolutiva y la genética y revela una dimensión completamente novedosa de la regulación genética. Esta investigación impulsada por la curiosidad es un poderoso ejemplo de cómo el descubrimiento fundamental puede brindar información que ilumine las causas de las enfermedades y, en consecuencia, pueda beneficiar a la humanidad”, dijo el decano de la Facultad de Medicina de Harvard, George Q. Daley .
Un comienzo lento para la ciencia del microARN
El descubrimiento del primer microARN (miARN) y su mecanismo de control de la traducción no generó mucha atención. Los genes de sincronización del desarrollo lin-4 y lin-14 de C. elegans no tenían homólogos obvios (genes correspondientes) en otros organismos, incluidos los humanos.
La ubicuidad de los microARN se hizo evidente en el año 2000, cuando el laboratorio de Ruvkun descubrió el segundo microARN, let-7 . El equipo de Ruvkun descubrió que muchas otras criaturas (humanos, moscas de la fruta, pollos, ranas, peces cebra, moluscos y erizos de mar) portaban versiones 100 por ciento conservadas de let-7.
Además, la investigación demostró que el miRNA let-7 también reprimía la actividad de su gen diana a través de una parte del ARNm conocida como región 3′ no traducida, con secuencias complementarias imperfectas en el ARNm diana. Con ese descubrimiento, los miRNA finalmente dejaron de ser considerados meras curiosidades de los gusanos.
Como el microARN let-7 estaba presente en tantas especies animales, era probable que existieran más microARN en otras criaturas también. Varios equipos se apresuraron a descubrir nuevos ARN reguladores de aproximadamente 22 nucleótidos de longitud.
En 2001, el grupo de Ambros —así como los de David Bartel del MIT y Thomas Tuschl, que entonces estaba en el Instituto Max Planck de Química Biofísica en Göttingen— descubrió casi 100 miRNA candidatos adicionales en moscas, humanos y gusanos.
Desde entonces, el campo de los microARN ha experimentado un crecimiento explosivo, evidente en las citas revisadas por pares que pasaron de esas dos referencias consecutivas de Ambros y Ruvkun en 1993 a 147.583 referencias en septiembre de 2022.
“Gary y Victor son científicos excepcionales que ampliaron de manera fundamental nuestra comprensión de cómo se regulan los genes. Se los ha concedido con el Premio Nobel con creces”, afirmó Cliff Tabin, director del Departamento de Genética de la HMS.
La importancia clínica de los descubrimientos
Estudios realizados en los últimos años han revelado que el genoma humano contiene alrededor de 1.000 microARN que podrían controlar colectivamente la mayoría de nuestros genes productores de proteínas.
Los miRNA se utilizan ahora en la clínica para determinar los tipos de tumores y están implicados en enfermedades cardíacas, patogénesis viral, regulación de la función y enfermedad neuronal y la transición de las llamadas células madre totipotentes a células diferenciadas.
Las terapias humanas basadas en la regulación de miRNA ya están en ensayos clínicos para enfermedades cardíacas.
En las plantas, los microARN median una variedad de transiciones fisiológicas y de desarrollo y resultan haber sido actores clave en la domesticación real del maíz, por ejemplo.
Los descubrimientos originales de Ambros y Ruvkun siguen siendo el paradigma mediante el cual se analizan los miles de miRNA recién descubiertos y sus objetivos.
Ambros y Ruvkun, que miraron donde nadie había mirado antes, descubrieron un universo imprevisto de potentes y diminutas moléculas de ARN. Su trabajo ha elevado a estos agentes hasta ahora desconocidos al rango de dogma central de la biología y la medicina.
“Es un gran honor felicitar a Gary por su logro verdaderamente notable y agradecerle por todas sus contribuciones a la ciencia, a la medicina y a la salud de las personas”, dijo Anne Klibanski, presidenta y directora ejecutiva de Mass General Brigham. “Su trabajo extiende un legado de innovación e inspira a la próxima generación, muchos de los cuales están aquí, en su búsqueda de nuevos descubrimientos con impacto global”.
Antecedentes adicionales
Además de continuar la investigación del papel del microARN en el control de la expresión genética, el equipo de Ruvkun estudia otros mecanismos involucrados en el desarrollo, el metabolismo y la longevidad de C. elegans, incluidos los genes involucrados en la regulación y el almacenamiento de grasa.
En 2016, su equipo identificó moléculas esenciales para que las células de C. elegans puedan reconocer la disfunción del proteasoma, un componente celular que degrada las proteínas innecesarias o defectuosas. Los hallazgos pueden aplicarse a las enfermedades neurodegenerativas humanas.
En 2008, Ruvkun, Ambros y su colega investigador David Baulcombe recibieron el Premio Lasker de Investigación Médica Básica por el trabajo que se está premiando actualmente . Entre los muchos otros premios que Ruvkun ha recibido (algunos compartidos con Ambros y Baulcombe) se encuentran la Medalla Franklin, el Premio Internacional Gairdner, el Premio Paul Janssen de Investigación Biomédica de 2012, el Premio de Genética Gruber de 2014, el Premio Breakthrough en Ciencias de la Vida de 2015, el Premio March of Dimes de 2016 y el Premio Trienal Warren de 2008 del Mass General.
Ruvkun tiene una licenciatura en biofísica de la Universidad de California en Berkeley y un doctorado en biofísica de la Universidad de Harvard.
Miembro de la Academia Nacional de Ciencias, Ruvkun también es investigador principal del proyecto Búsqueda de Genomas Extraterrestres , que ha propuesto utilizar técnicas de amplificación y secuenciación de ADN, comúnmente utilizadas para detectar y clasificar organismos aquí en la Tierra, como parte de la búsqueda de vida en Marte u otros planetas.
“La alegría de estudiar genética… son las sorpresas”, dijo Ruvkun en una conferencia de prensa en el Hospital General de Massachusetts el 7 de octubre. “Las sorpresas son las que te mantienen joven en la ciencia. Yo me sorprendo constantemente y mi ignorancia es una bendición”.
Adaptado en parte de un comunicado de prensa del Mass General .
FUENTE:
https://hms.harvard.edu/news
