Download Temática Elegida - Sociedad Argentina de Biología

XVIII Jornadas Anuales Multidisciplinarias
Sociedad Argentina de Biología
30/11 al 2/12/2016
IBYME, Buenos Aires
“Codificar o no codificar:
rol de ARN no codificantes en la fisiología y la
patología”
La temática elegida
La secuenciación del genoma, y los descubrimientos de la última década, muchos de ellos surgidos con
el advenimiento de la tecnología de “next generation sequencing” han puesto de manifiesto un cambio
de paradigma en biología
“Alrededor del 80% del genoma humano se transcribe pero sólo el 2% codifica para proteínas”
Como resultado del proceso de transcripción de los genomas, se producen miles de ARNs no
codificantes (del inglés non coding RNA; ncRNAs), moléculas de ARN funcionales que se transcriben a
partir del ADN, pero no se traducen en proteínas. El ARN pues no es sólo el mensajero (ARNm) entre el
ADN y la proteína, sino también es un regulador de la organización del genoma y los procesos biológicos.
Los ARNs no codificantes también, aunque de manera menos frecuente, son identificados como ARN
que no codifica proteínas (del inglés non protein coding npcRNA), ARN no mensajero (del inglés non
Messenger RNA, nmRNA) y ARN funcionales (fRNA). El número de ARNs no codificantes en el genoma
humano es desconocido; sin embargo, recientes estudios transcriptómicos y bioinformáticos sugieren la
existencia de miles de ARNs no codificantes. Pueden agruparse en dos grupos principales: los ncRNAs
cortos ( < 30 nts ) y los ncRNAs largos ( > 200 nts ). Se incluyen al ARN de transferencia (tRNA) yARN
ribosomal (rRNA), así como también a ARN tales como snoRNAs (del inglés small nucleolar RNA),
microARNs, siRNAs y piRNAs y los ARN no codificantes largos (lncRNA).
Los ARNs no codificantes tienen funciones asociadas a la regulación de la expresión génica en el nivel
transcripcional y post- transcripcional. Entre sus funciones, se ha descripto que desempeñan diversos
roles en la formación de heterocromatina, la modificación de histonas, la metilación del ADN, el proceso
de “splicing” del ARNm, y el silenciamiento de genes.
El primer ARN no codificante en ser caracterizado fue un tARN dealanina, el cual se hallaba en la
levadura utilizada para pastelería, su estructura se publicó en 1965. Para producir una muestra
(purificada) de tARN de alanina, Robert W. Holley et al. utilizó 140 Kg. de levadura de pastelería
comercial para obtener no más de 1g de tARNA Ala purificada para su análisis. La estructura secundaria
en forma de trébol pudo ser concretada después de un análisis con cristalografía de rayos X realizado
por dos grupos de investigación independientes en 1974. El ARN ribosomal fue el siguiente en ser
descubierto, seguido por el UARN a principios de los años 80. Desde entonces el descubrimiento de
nuevos ARNs no ha cesado. Debe destacarse que el mecanismo del ARNi fue descubierto por Craig C.
Melloy Andrew Fire, ganadores del Premio Nobel de Medicina y Fisiología en el 2006.
Dentro de los ARN no codificantes cortos, los microARN (miARN) generalmente se unen a un ARNm
específico con una secuencia complementaria para inducir la escisión, o la degradación o un bloqueo de
la traducción. Esto puede hacerse en el contexto de un mecanismo de retroalimentación que implica
metilación del cromosoma. Por su parte, los ARN de interferencia cortos (siRNA) actúan, en muchos
casos, de manera similar a loa miRNAs para mediar el silenciamiento post-transcripcional de genes como
resultado de la degradación del ARNm. Además de esta función, siRNAs también se han mostrado para
inducir la formación de heterocromatina. Los piRNA llevan ese nombre debido a su interacción con una
familia de proteínas Piwi. En mamíferos, se ha descubierto que los snoARNs pueden regular el empalme
alternativo del ARNm ejemplo, el snoARN HBII-52 regula el empalme del receptor de serotonina 2C.
Por su parte, muchos ARN no codificante largos forman un complejo con proteínas de la cromatina,
modificando los estados de la cromatina y la expresión génica. A menudo tienen expresión específica de
tejido o tipo de célula. Además de su función en la remodelación de la cromatina, se los ha involucrado
en la regulación transcripcional y post-transcripcional. Los modelos sugieren que lncRNAs puede
funcionar en múltiples niveles de la transcripción, el “splicing“ y la estabilidad del ARNm y la traducción,
la cromatina y la conformación de la proteína. Los lncARNs puede tener diferentes roles: activadores /
represores de genes (señalización), reguladores cis y trans de la expresión génica y modificadores de la
cromatina, sin la necesidad de ser mutuamente excluyentes. Estudios recientes han implicado lncRNAs
como reguladores versátiles de diversos aspectos de la biología en contextos fisiológicos y patológicos,
incluyendo “imprinting”, función de las células madre, el desarrollo de tejidos y el cáncer. Se ha
propuesto que la regulación de genes mediada por lncRNA puede contribuir a la mayor parte de la
complejidad fenotipo de eucariotas superiores.
Los ARN no codificantes y la regulación de la expresión génica
Los estudios realizados hasta el presente muestran que muchos miles de genes son regulados por los
ARN no codificantes. Por ejemplo, un solo microARN puede reducir los niveles de expresión de
centenares de genes. La función principal de los microARNs es inhibir la expresión genética.
Algunos ncARNs están unidos a los 5 'UTRs de los genes codificantes de proteínas e influencian su
expresión de diversas maneras. Por ejemplo, los piARNs formando complejos con las proteínas Piwi
inhiben la trascripción genética de los retrotransposones y otros elementos genéticos de las células de
la línea germinal, especialmente aquellas implicadas en la espermatogénesis.
Al igual que con las proteínas, las mutaciones o los desequilibrios en el repertorio de ARN no
codificantes pueden causar una variedad de enfermedades. Muchos ncARNs muestran patrones
anormales de expresión en tejidos cancerosos. Estos incluyen miARNs, mARN-likencARNs largos entre
otros. Los miARNs están involucrados en una gran escala regulatoria de muchos genes codificadores de
proteínas, mientras que la función directa del ncARNs largo aún no es clara. Se ha sugerido que un SNP
(rs11614913) que está superpuesto a la hsa-mir-196a2 está asociado al carcinoma pulmonar de las
células pequeñas. Las alteraciones de los ncRNA y las enfermedades se expanden más allá del cáncer.
Así, variaciones en la región de inicio del miR-96 maduro se ha asociado a una enfermedad autosómica
dominante de pérdida progresiva de audición en humanos y ratones. En los ratones homocigotos
mutantes se descubrió que eran profundamente sordos, no mostrando respuestas cocleares. En los
humanos y en los ratones heterocigotos progresivamente pierden su habilidad de escuchar.
La gran cantidad de datos que surgen del estudio de los ARN no codificantes plantea nuevos
interrogantes y desafíos en esta área fascinante de la biología que emerge como una nueva disciplina
y cuyo estudio permitirá profundizar los procesos biológicos que aportan a la fisiología y la patología.
Creemos que la temática elegida será de gran interés para científicos en formación y formados que
asisten a las Jornadas Anuales Multidisciplinarias de SAB. Un grupo de profesionales expertos en la
temática conformarán el programa que se detalla en la próxima sección.
El programa científico de las XVIII Jornadas Anuales Multidisciplinarias de SAB a realizarse en 2016
contará con conferencias, simposios, presentación de comunicaciones líbres (orales y póster) así como la
realización de un Taller previo al inicio del Simposio.
En relación a las disertaciones de los expertos, la conferencia de apertura estará a cargo del Dr. Martín
Crespi, Director del Institut of Plant Sciences Paris-Saclay, Francia, quien presentará su conferencia el dia
30 de Noviembre. Seguirá a esta charla la presentación de la Dra. Paula Stein, de la Universidad de
Pensilvania, EEUU, quien disertará por la tarde del 1ro de Diciembre. Y el día 2 la conferencia estará a
cargo del Dr. Alfonso Cayota, en representación de la Sociedad de Biociencias de Uruguay. Durante las
Jornadas se desarrollarán tres simposios: 1) el Simposio de Expertos en la temática de ARN no
codificantes, segmento en el que disertarán el Dr. Damián Refojo, del IBioBA-Max Planck Partner
Institute of the Max Planck Society de Buenos Aires, y el Dr. Hugo Luján de la Facultad de Medicina.
Universidad Católica de Córdoba, Argentina 2) el Simposio de Jóvenes de la SAB, en el que disertarán la
Dra. Juliana Cassataro y el Dr. Juan Fernandino de Argentina y finalmente la Dra. Romina Girotti que
actualmente reside en el Reino Unido, y 3) el Simposio de las Sociedades de Biología de Argentina, en
temática abierta. En el año 2016 se realizará una nueva presentación del Premio Bernardo A. Houssay,
para lo cual se abrirá un concurso de manera similar a lo realizado en 2014, se seguirá un proceso de
evaluación, para luego dar lugar en presencia de una comisión de notables, a la elección final del
ganador (información concurso 2014. La conferencia de cierre a cargo del Ganador del Premio Bernardo
A. Houssay, que la SAB otorga cada dos años.
Elaboración a cargo de la Dra MH Vazquez-Levin, Presidente SAB