Investigadores españoles hallan una nueva fuente de energía dentro de las células

Estos investigadores también han descubierto la función de las enzimas que participan en cada paso de este proceso y cómo se activan en respuesta a señales de estrés. Sus resultados, detallados en un artículo publicado este viernes en 'Science', ayudarán en entender los mecanismos subyacentes de la remodelación de la cromatina, su relación con el daño del ADN y, por extensión, con el cáncer.

Todas nuestras células requieren la molécula pequeña ATP, generada en la mitocondria para aportar la energía necesaria para el metabolismo celular, la dinámica y el crecimiento. En un grado más bajo y en particular en las células cancerosas, ATP también se puede generar en el citoplasma desde la energía obtenida durante la degradación de la glucosa.

Estas fuentes de ATP son suficientes para cubrir las necesidades energéticas de las células en condiciones normales. Sin embargo, en respuesta a señales externas que inducen estrés o a daño extenso en el ADN, las células necesitan globalmente reprogramar su patrón de expresión génica, un proceso que requiere una amplia remodelación de la cromatina para tener acceso a la información regulatoria codificada en el ADN.

El ADN en el núcleo celular se empaqueta en la cromatina en una forma que impide el acceso a la información genética. La reprogramación global de la expresión génica para hacer frente a situaciones de estrés y altos niveles de daño en el ADN requiere aflojar la interacción del ADN con las proteínas de la cromatina. Modificar las proteínas de la cromatina consume grandes cantidades de energía y para cubrir estas necesidades especiales, las células requieren una cantidad extra de energía para que se active una nueva vía con el fin de obtener más ATP disponible.

UNA ENZIMA, POSIBLE MARCADOR BIOLÓGICO EN EL CÁNCER

"Situaciones excepcionales requieren medidas extraordinarias. Cuando las células necesitan hacer frente a una reprogramación global de la expresión génica requieren una gran cantidad de energía en el núcleo. En estas situaciones, las células bloquean su producción mitocondrial y de ATP citosólico para centrarse en la tarea principal en el núcleo", explica Beato, líder del equipo en el CRG e investigador principal de este trabajo.

Los científicos encontraron que la poli-ADP-ribosa (PAR), uno de los principales actores de descompactación de la cromatina y reparación de daños en el ADN es la piedra angular de la síntesis de ATP nuclear. Sus bloques de construcción de ADP-ribosa se utilizan por la enzima NUDIX5 nuclear para generar ATP. Bloquear la actividad de NUDIX5 excluye la remodelación de la cromatina, la reprogramación de la expresión génica y la adaptación celular al estrés o daño al ADN.

"Nuestros resultados apuntan a NUDIX5 como un jugador clave en la síntesis de ATP nuclear para la remodelación de la cromatina. Como NUDIX5 se sobreexpresa en varios tipos de cáncer, este hallazgo principal podría contribuir a la medicina del cáncer dirigida. NUDIX5 podría ser un marcador biológico para la estratificación del cáncer y un nuevo objetivo potencial para el tratamiento del cáncer en el futuro", concluye Roni Wright, primer autor del artículo e investigador postdoctoral en CGR.