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Investigadores de la Universidad de Chicago (UChicago), en Estados Unidos, han desarrollado una estrategia de secuenciación de ARN de alto rendimiento para estudiar la actividad del microbioma intestinal. Las nuevas herramientas analizan la transferencia de ARN (ARNt), una piedra de Rosetta molecular que traduce la información genética codificada en el ADN en proteínas que realizan funciones biológicas básicas.

El desarrollo de una imagen clara de la dinámica del ARNt permitirá a los científicos comprender la actividad de los microbiomas naturales y estudiar sus respuestas a los cambios ambientales, como las temperaturas variables o la disponibilidad cambiante de nutrientes.

En un nuevo estudio publicado en ‘Nature Communications’, un equipo de científicos dirigido por Tao Pan, profesor de Bioquímica y Biología Molecular, y A. Murat Eren, profesor asistente de Medicina en UChicago, demostraron la aplicación de la secuenciación de ARNt en muestras del microbioma de intestino de ratones que fueron alimentados con una dieta baja en grasa o alta en grasa.

El nuevo software y la estrategia computacional descritos en el estudio crearon un catálogo de moléculas de ARNt recuperadas de las muestras intestinales, las rastrearon hasta las bacterias responsables de su expresión y midieron las modificaciones químicas en el ARNt que tienen lugar después de la transcripción.

Cada ARNt en bacterias tiene un promedio de ocho modificaciones químicas que pueden ajustar su función. La nueva estrategia de secuenciación y análisis de alto rendimiento detecta dos de ellos, pero también puede medir la cantidad de modificación en una escala del 0 al 100 por ciento en cada sitio. El nivel de una de las modificaciones, llamada m1A, fue mayor en el microbioma intestinal de roedores que recibieron una dieta rica en grasas.

Cambios para sintetizar proteínas

“Estábamos trabajando al revés –apunta Pan–. No teníamos una idea preconcebida de por qué las modificaciones del ARNt de m1A estaban realmente allí o qué estaban haciendo, pero ver un cambio de modificación en el microbioma no tiene precedentes”.

La modificación m1A ayuda a sintetizar ciertos tipos de proteínas que pueden ser más abundantes en una dieta alta en grasas. Los científicos aún no saben si estas diferencias de modificación se producen en respuesta a esa dieta, o si ya están presentes y se activan para mejorar la síntesis de esas proteínas.

El estudio es el primero de una serie de proyectos de microbiomas de UChicago financiados por una subvención de la Fundación Keck. Pan ha sido pionero en el uso de herramientas de secuenciación de ARNt, y la subvención financiará el trabajo continuo para hacerlas ampliamente accesibles a través de las nuevas estrategias computacionales que Eren desarrolla. Los grandes conjuntos de datos generados por la secuenciación de ARNt pueden proporcionar información crítica sobre los microbiomas asociados con los seres humanos o el medio ambiente a bajo costo.

Fuente: Europa Press / COFA

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