La respuesta al daño en el ADN es fundamental para la supervivencia de la célula.
El reconocimiento del daño y los procesos de señalización que desencadena son los primeros pasos y son llevados a cabo por distintos sensores que detectan la lesión en el ADN y por quinasas que inician la señalización en la célula.
Un reciente estudio publicado en Science identifica 700 nuevas dianas para las quinasas ATM y ATR, muy importantes en este proceso. Las células se encuentran continuamente en contacto con agentes muta génica capaz de causar daños en el ADN. A pesar de esta exposición continuada la información codificada en el ADN presenta una gran integridad, en parte gracias a una compleja red de señalización celular conocida como red de respuesta al daño en el ADN. Con el fin de mantener la integridad del ADN se deben integrar procesos como la detección del daño en el ADN, la regulación del ciclo celular y la reparación del ADN.
El primer paso en la localización del daño es el reclutamiento de quinasas específicas por los distintos sensores del daño en el ADN. Las principales quinasas implicadas en la transducción de la señal en la respuesta al daño en el ADN son la quinasa ATM (Ataxia Telangiectasia Mutated) y la ATR (ATM and Rad3-related).
El estudio llevado a cabo para determinar los sustratos de ambas quinasas se basó en la determinación de péptidos fosforilados en respuesta a una radiación ionizante, un potente agente mutagénico. Para ello se tomaron placas con 68 sueros específicos para sustratos conocidos de estas enzimas y posteriormente se analizaron los péptidos unidos por los sueros encontrándose unas 700 dianas nuevas. Dominios como el BRCT y el FHA capaces de unir péptidos fosforilados, se encuentran en un gran número de proteínas implicadas en la respuesta al daño en el ADN. Muchas de las proteínas identificadas se agrupaban en conjuntos ya conocidos de proteínas que interaccionan entre sí. Se encontraron proteínas pertenecientes a módulos implicados en la replicación del ADN como la subunidad catalítica de la ADN polimerasa épsilon y las polimerasas PolL y PolQ que pertenecen al grupo de polimerasas llamadas “translesion” o “bypass” porque son capaces de copiar un ADN molde dañado. Otras proteínas diana de las quinasas ATM y ATR pertenecían a módulos implicados en la reparación del ADN y en el control del ciclo celular.
Una vez identificadas las nuevas dianas para las quinasas el siguiente paso en el estudio fue comprobar si este grupo de moléculas representaba un conjunto característico de los sustratos de ambas enzimas y si se trataba de miembros importantes del proceso de respuesta al daño en el ADN. Para ello se llevó a cabo una estrategia de silenciamiento génico empleando la tecnología de interferencia de ARN (ARNi). Se tomaron 37 dianas de las 700 descubiertas y se eliminó su actividad empleando moléculas de siRNA (Small Interfering RNA) en células de osteosarcoma humano y se analizaron seis diferentes tests de funciones implicadas en la respuesta al daño en el ADN.
Se comprobó que más del 90% de las dianas tenían que ver con la respuesta al daño en el ADN ya que al menos mostraban funcionalidades alteradas en alguno de los tests. Este estudio de proteómica a gran escala ha permitido identificar nuevas proteínas que se fosforilan en respuesta al daño en el ADN.
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