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Usando origami de ADN para mostrar cómo se puede activar un importante receptor celular de una manera previamente desconocida

Fecha:

19 de enero de 2024

(Noticias de Nanowerk) Investigadores del Instituto Karolinska han utilizado el origami de ADN, el arte de plegar el ADN en las estructuras deseadas, para mostrar cómo se puede activar un importante receptor celular de una forma hasta ahora desconocida. El resultado abre nuevas vías para comprender cómo funciona la vía de señalización de Notch y cómo interviene en varias enfermedades graves. El estudio se publica en Nature Communications (“Los nanopatrones de origami de ADN Jag1 solubles y multivalentes activan Notch sin fuerza de tracción”). Notch es un receptor celular de gran importancia para una amplia gama de organismos y desempeña un papel crucial en muchos procesos diferentes, incluido el desarrollo embrionario temprano tanto en moscas como en humanos. Notch regula el desarrollo de células madre en diferentes tipos de células del cuerpo. Los defectos en esta vía de señalización pueden provocar enfermedades graves, incluido el cáncer. Hasta ahora, la opinión predominante sobre la función del receptor ha sido que se activa de forma puramente mecánica, cuando una célula vecina tira de él, lo que significa que la señalización sólo se produce como resultado de la comunicación directa entre las células.

El ADN como material de construcción.

Sin embargo, investigadores del Instituto Karolinska informan ahora que la activación de Notch también se puede lograr "bajo demanda" con la ayuda de una proteína llamada Jag1. Los investigadores colocaron la proteína en una estructura de ADN creada mediante el llamado origami de ADN, una técnica que permite construir estructuras de cualquier forma a nanoescala utilizando el ADN como material de construcción. En este caso, la estructura del ADN se moldeó en una barra de tamaño nanométrico que puede transportar la proteína a la superficie celular. "Se trata de una técnica que nos permite colocar moléculas de la proteína Jag1 a distancias muy pequeñas entre sí en diferentes patrones, y luego hemos expuesto estos patrones a células madre con receptores Notch", dice Björn Högberg, profesor del Departamento de Bioquímica y Biofísica Médica, Karolinska Institutet, quien dirigió el estudio junto con la investigadora de KI Ioanna Smyrlaki en el mismo departamento.

Componente importante en varias enfermedades.

Los resultados muestran que el receptor Notch se puede activar en diferentes grados, dependiendo de la forma del patrón y de la concentración local de la proteína. Sin embargo, quedan varias preguntas sobre cómo se produce exactamente esta señalización. "Ahora estamos colaborando con otros investigadores para ver si podemos hacer que este método funcione también in vivo, es decir, en un modelo de ratón y no sólo en tubos de ensayo", afirma Björn Högberg. “Esta es una investigación básica, pero Notch es un componente importante en varias enfermedades, incluida una forma de leucemia y el síndrome de Alagille, un trastorno del desarrollo. Por tanto, esperamos que los resultados también conduzcan a una mejor comprensión de estas enfermedades”.
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