Una nueva herramienta mejora en gran medida la capacidad de los científicos para identificar y estudiar proteínas que regulan la actividad génica en las células, según los investigadores de Weill Cornell Medicine. La tecnología debería permitir y mejorar la investigación tanto en la biología fundamental como en la investigación de enfermedades.
La actividad de un gen a menudo se regula: se enciende, sube, ralentiza, se apaga, una o más proteínas que se unen al ADN para ejercer su efecto. Sin embargo, identificar estas proteínas que conectan el ADN ha sido difícil debido a la falta de un método preciso.
En su estudio, informado el 29 de septiembre de 2025, en Actas de la Academia Nacional de CienciasLos investigadores desarrollaron una herramienta molecular que puede orientarse a prácticamente cualquier lugar del genoma para capturar cualquier proteína cercana, lo que permite la identificación de la proteína. El equipo demostró el poder de su nueva herramienta utilizándola para descubrir nuevos reguladores de proteínas de las células madre humanas.
Esperamos que esto sea útil como una herramienta de laboratorio muy general y ya planeamos usarla para la investigación sobre trastornos específicos, incluida la diabetes tipo 1. «
Shuibing Chen, autor y maestro de la familia Kilts, Weill Cornell Medicine
El Dr. Chen también es el director del Centro de Salud Genómico y miembro del Instituto Hartman para la Regeneración de Organos Terapéuticos de la Medicina Weill Cornell.
El otro autor del estudio fue el Dr. Peter Schultz, presidente presidencial de química y CEO de Skaggs y presidente de Scripps Research.
La nueva herramienta, que los investigadores han denominado un alcance, tiene dos elementos clave. Uno es una proteína que incorpora un «ARN guía» que puede diseñarse para unirse, virtualmente en cualquier lugar del genoma. El otro elemento clave es un aminoácido especial, un bloque de proteína de construcción, que, cuando se golpea con un flash de luz ultravioleta, formará un enlace fuerte y duradero para cualquier proteína cercana. Los investigadores que usan la herramienta pueden aislar relativamente fácilmente la proteína que se encuentra en un área resultante e identificarla a través de un conjunto estándar de métodos llamado espectrometría de masas.
El aminoácido especial utilizado en el campo tiene un punto destacado que se basa en un aminoácido que se encuentra solo en algunos viejos microorganismos unicelulares llamados Archaea. Debido a esta distancia evolutiva, la reactividad natural cero con otros aminoácidos en las células de mamíferos e incluso bacterianos tiene esencialmente reactividad, que se reactiva solo cuando se expone a la luz ultravioleta.
«Esto reduce las posibilidades de interacciones no deseadas entre la herramienta de alcance y otras proteínas, lo que efectivamente proporciona una alta sensibilidad, lo que permite proteínas que están vinculadas a ADN solo débiles y/o transitorios», dijo el Dr. Jiajun Zhu, un investigador postdoctoral en el laboratorio Chen.
El uso de aminoácidos especiales, conocido como ABK, fue pionero del laboratorio Schultz, donde el Dr. Chen hizo su investigación de posgrado, en el trabajo destinado a desarrollar otras herramientas de laboratorio.
La herramienta de alcance está destinada a diseñarse en el ADN de cualquier tipo de célula, incluidas las células madre; Así es como se encuentra y funciona internamente en la célula para unir proteínas en cualquier sitio genómico especificado por la guía de ARN.
En su estudio, el equipo utilizó el alcance para iluminar los roles que conectan tres proteínas ADN en células madre embrionarias humanas. Mostraron que dos de las proteínas funcionan para mantener estas células madre en sus inmaduros y similares, mientras que el tercero ayuda a inducir la diferenciación de las células madre en tipos de células más maduras.
El Dr. Chen y Zhu y sus colegas ahora están esperando usar el alcance para descubrir proteínas reguladoras de genes en otros tipos de células y en contextos específicos de enfermedad, incluidos los cardiomiocitos en arritmias cardíacas, que producen insulina en células pancreáticas en diabetes tipo 1 y neuronas en trastornos neurodenerativos.
Fuente:
Referencia del diario:
Zhu, J., et al. (2025) Una herramienta epigenética química para sonar complejos de proteínas que conectan ADN específico del sitio. PNA. doi.org/10.1073/pnas.2509021122.
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