Las interacciones entre ARN y proteínas dentro de las células

Hoy vengo a abrir un melón de una de esas cosas que se dan por supuestas pero no son así. Estos días que tanto leemos y escuchamos sobre el ARN y las proteínas, y que si se unen y hay interacciones y todas estas cosas, asumimos cosas erróneas. Porque muchos creerán que es que sabemos exactamente cómo se une el ARN a las proteínas dentro de las células, durante cuanto tiempo, si se mueve o no, como si tuviésemos una lupa que nos permitiese saber todo lo que pasa dentro de las células. La realidad es que no tenemos ni idea. Más perdidos que un pulpo en un garaje.

Hemos visto interacciones con ARN antes…

Bueno, quizá exagero un poco. Sí tenemos una serie de técnicas que nos permiten saber qué pasa. Una de ellas es la llamada CLIP (Cross-linking immunoprecipitation) de la que han derivado otras muchas, como la que han desarrollado recientemente unos investigadores en Cleveland de los que hablaré después. 

En esta técnica, lo primero que se hace es unir el ARN a las proteínas de forma permanente. Porque la mayor parte de las interacciones que hay son transitorias, y si queremos ver qué está unido, tenemos que hacer primero que no se pueda soltar. Fuera de la célula podemos hacerlo con varios compuestos químicos, pero dentro lo hacemos con luz ultravioleta. Va a dañar el ácido nucleico un poco, pero vamos a capturar todas las interacciones que había. 

Cuando tenemos todo unido, para separar lo que nos interesa, hacemos la inmunoprecipitación. Con esta técnica unimos la proteína que nos interesa a un anticuerpo que la reconoce, separándola del resto. Después podemos ver qué fragmento de ARN tenía unido, e incluso podemos profundizar en su estructura. 

Imagen de un reloj
El tiempo es demasiado importante…

Pero las interacciones con el ARN son estáticas si se mira en la célula

Lo que pasa es que ese pulso de luz ultravioleta es largo, y lo que vamos a tener es la suma de interacciones durante mucho rato (mucho en escala de cosas dentro de una célula). Por lo tanto, si una proteína aparece unida al ARN no sabemos si está mucho rato unida, si poco, si se une y se suelta seguido o qué. Vamos, que no sabemos sobre su cinética. No existe dinamismo.

Para compensar, lo que podemos hacer es analizar las interacciones in vitro. Aunque no podamos analizar esa parte más dinámica dentro de la célula, hace años que sabemos cómo hacerlo en un tubo de ensayo, con proteínas y ARN purificados. Ahí podemos calcular tasas, constantes de disociación, etc.

Resolución temporal dentro de las células

Está claro que el problema que tenemos es que en el laboratorio es una cosa y dentro de la célula no sabemos, porque dentro tenemos una imagen estática y bueno… no todo es extrapolable, porque dentro las cosas no están aisladas del mundo.

Este problema se revuelve en el trabajo publicado por Sharma et al. en Nature bajo el título The kinetic landscape of an RNA-binding protein in cells en el que describen una adaptación de la técnica, llamada KIN-CLIP (KIN de kinetic). Para poder obtener esa resolución temporal dentro de la célula, en lugar del tradicional ultravioleta, utilizan un láser pulsado con una resolución al femtosegundo. Eso les permite paralizar lo que ocurre en la célula en diferentes momentos y, analizando suficientes imágenes independientes, poder reconstruir las reacciones de la misma forma que se hacía en un tubo de ensayo.

¿Realmente cambian los datos?

Para ejemplificar la técnica, los autores utilizaron la proteína DAZL. Es una proteína que se une a ARN y que es fundamental para regular la gametogénesis. Lo que hace es unirse al ARN mensajero estabilizándolo y controlando su transcripción, o al menos por eso creemos que se une. 

Frente a los datos obtenidos previamente, ahora se observa que la unión entre DAZL y su ARN preferido no es tan longeva como creíamos previamente. Parece que en la célula lo que ocurren son más uniones y más breves de lo que se pensaba. Y esto es un ejemplo de los muchos datos que han recalculado. 

Y esto para qué nos vale…

Aunque sea un ejemplo, entender como ocurren las interacciones dentro de las células es muy importante. Obviamente nos interesa por la mera curiosidad de saber qué pasa dentro de la célula, pero quizá eso no consiga convencer a todo el mundo de lo importante que es investigar estos temas. Y es que además, un láser UV al femtosegundo cuesta una pasta, estoy segurísima. Pero un montón de procesos en nuestra vida dependen de esos femtosegundos. Poder medir los cambios nos permitirá tratar más enfermedades, y con ello salvar más vidas. También hacer nuestras vidas mejores. Y el dinero invertido en vida, bien invertido está.

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