Los ARN están teniendo un momento. La base de las vacunas COVID-19, se han abierto camino desde los libros de texto de bioquímica hasta las revistas populares y las discusiones cotidianas. Se han lanzado empresas enteras dedicadas a la investigación del ARN. Estas diminutas moléculas se conocen tradicionalmente por ayudar a las células a producir proteínas, pero pueden hacer mucho más. Vienen en muchas formas y tamaños, desde bucles de horquilla cortos y simples hasta arreglos largos y aparentemente enredados. Los ARN pueden ayudar a activar o desactivar genes, cambiar la forma de los cromosomas e incluso destruir otras moléculas de ARN.
Desafortunadamente, cuando el ARN funciona mal, puede provocar cáncer y trastornos del desarrollo.
Se necesita mucho para mantener los ARN bajo control. Nuestras células tienen « máquinas » moleculares que eliminan los ARN en el momento y lugar adecuados. La mayoría vienen equipados con un « motor » para generar la energía necesaria para desenredar las moléculas de ARN. Pero una máquina en particular, llamada Dis3L2, es una excepción. La enzima puede desenrollarse y destruir moléculas de ARN por sí sola. Esto ha desconcertado a los científicos durante años. Ahora, los bioquímicos del Laboratorio Cold Spring Harbor (CSHL) han descifrado lo que está sucediendo.
Resulta que Dis3L2 cambia de forma para desenvainar una cuña de división de ARN.
Usando tecnología de imágenes moleculares de última generación, la profesora de CSHL e investigadora del HHMI Leemor Joshua-Tor y su equipo capturaron Dis3L2 en el trabajo. Alimentaron a la máquina molecular con fragmentos de ARN e imaginaron cómo se « comía » en varias etapas. Después de que la máquina hubo masticado la punta del ARN, abrió un gran brazo de su cuerpo para despegar la horquilla y terminar el trabajo.
« Es dramático », dice Joshua-Tor. « Sabemos que las cosas cambian de conformación. Se doblan. Pero abrir algo así y exponer una región de esta manera, no habíamos visto algo así antes ».
Luego, el equipo de Joshua-Tor comenzó a jugar con la máquina Dis3L2, buscando los engranajes y las piezas que le permitieran desenrollar y destruir el ARN. Los investigadores lo redujeron a una cuña sobresaliente que quedó desenvainada después de que la máquina cambiara de forma. Si los investigadores quitaban la cuña, Dis3L2 ya no podía desenredar la horquilla de ARN, dejando la máquina fuera de servicio.
Los hallazgos revelan una nueva y sorprendente forma en que las máquinas que controlan el ARN en nuestras células ejecutan sus tareas. En lugar de estructuras sólidas, estos caballos de batalla moleculares deben considerarse maleables y versátiles. Esta nueva perspectiva puede ayudar a los científicos a desarrollar mejores tratamientos para enfermedades y trastornos causados por el ARN descontrolado. « Tenemos que empezar a pensar en estas cosas como entidades mucho más dinámicas », dice Joshua-Tor, « y tener eso en cuenta cuando diseñemos terapias ».