Se observó ADN de cuádruple hélice en la formación de células humanas

Una nueva tecnología permite a los científicos ver el ADN de cuatro hebras interactuando con moléculas dentro de las células humanas vivas, desentrañando su papel en los procesos celulares.

El ADN generalmente forma la clásica forma de doble hélice de dos hebras enrolladas una alrededor de la otra. Si bien el ADN puede formar algunas formas más exóticas en tubos de ensayo, pocas se ven en células vivas reales.

Sin embargo, recientemente se observó que el ADN de cuatro hebras, conocido como G-quadruplex, se forma naturalmente en células humanas. Ahora, en una nueva investigación publicada en Nature Communications, un equipo dirigido por científicos del Imperial College de Londres creó técnicas innovadoras que pueden ver cómo los G-quadruplex interactúan con otras moléculas dentro de las células vivas.

Los G-quadruplex se encuentran en concentraciones más altas en las células cancerosas, por lo que se cree que juegan un papel en la enfermedad. Las sondas revelaron cómo los G-quadruplex son "desenrollados" por ciertas proteínas, y también pueden ayudar a identificar moléculas que se unen a G-quadruplex, lo que conduce a posibles nuevos objetivos farmacológicos que pueden interrumpir su actividad.

Uno de los autores principales, Ben Lewis, del Departamento de Química de Imperial, dijo: "Una forma de ADN diferente tendrá un impacto enorme en todos los procesos que lo involucran, como leer, copiar o expresar información genética.

Además explicó: "Aumentó la evidencia de que los G-cuádruplex juegan un papel importante en una amplia variedad de procesos vitales para la vida y en una variedad de enfermedades, pero el eslabón perdido fue la obtención de imágenes de esta estructura directamente en las células vivas".

Los G-quadruplex son raros dentro de las células, lo que significa que las técnicas estándar para detectar tales moléculas tienen dificultades para detectarlas específicamente. Ben Lewis describió el problema como "como encontrar una aguja en un pajar, pero la aguja también está hecha de heno".

Para resolver el problema, los investigadores de los grupos Vilar y Kuimova del Departamento de Química de Imperial se unieron al grupo Vannier del Instituto de Ciencias Médicas de Londres del Medical Research Council. Utilizaron una sonda química llamada DAOTA-M2, que emite fluorescencia (se enciende) en presencia de G-quadruplex, pero en lugar de monitorear el brillo de la fluorescencia, monitorearon cuánto tiempo dura esta fluorescencia. Esta señal no depende de la concentración de la sonda o de G-quadruplex, lo que significa que se puede utilizar para visualizar de forma inequívoca estas moléculas raras.

La doctora Marina Kuimova, del Departamento de Química de Imperial, aclaró en un comunicado: "Al aplicar este enfoque más sofisticado, podemos eliminar las dificultades que impidieron el desarrollo de sondas confiables para esta estructura de ADN".

El equipo utilizó sus sondas para estudiar la interacción de G-quadruplex con dos proteínas helicasa, moléculas que desenrollan las estructuras del ADN. Demostraron que si se eliminaban estas proteínas helicasa, había más G-cuádruples, lo que demuestra que las helicasas desempeñan un papel en el desenrollado y, por lo tanto, en la descomposición de los G-cuádruplex.

También examinaron la capacidad de otras moléculas para interactuar con G-quadruplex en células vivas. Si una molécula introducida en una célula se une a esta estructura de ADN, desplazará la sonda DAOTA-M2 y reducirá su vida útil, es decir, cuánto dura la fluorescencia.

Esto permite estudiar las interacciones dentro del núcleo de las células vivas y comprender mejor más moléculas, como las que no son fluorescentes y no se pueden ver al microscopio.