La Asamblea Nobel del Instituto Karolinska ha decidido otorgar el Premio Nobel de Fisiología o Medicina 2024 conjuntamente a Victor Ambros y Gary Ruvkun «por el descubrimiento del microARN y su papel en la regulación génica post-transcripcional».
La información almacenada en nuestros cromosomas puede compararse con un manual de instrucciones para todas las células de nuestro cuerpo. Todas las células contienen los mismos cromosomas y, por lo tanto, el mismo conjunto de genes e instrucciones. Sin embargo, distintos tipos de células, como las musculares y las nerviosas, tienen características muy diferentes. ¿Cómo surgen estas diferencias? La respuesta radica en la regulación génica, que permite que cada célula seleccione solo las instrucciones relevantes, asegurando que solo el conjunto correcto de genes esté activo en cada tipo de célula.
Descubrimiento de una nueva clase de ARN
Victor Ambros y Gary Ruvkun estaban interesados en cómo se desarrollan los diferentes tipos de células. Descubrieron el microARN, una nueva clase de diminutas moléculas de ARN que juegan un papel crucial en la regulación génica. Su innovador descubrimiento reveló un nuevo principio de regulación génica que resultó ser esencial para los organismos multicelulares, incluidos los seres humanos. Hoy se sabe que el genoma humano codifica más de mil microARN. Esta sorprendente revelación mostró una nueva dimensión en la regulación génica, que resulta fundamental para el desarrollo y funcionamiento de los organismos.
Regulación esencial
El Premio Nobel de este año se centra en el descubrimiento de un mecanismo regulador vital que las células utilizan para controlar la actividad génica. La información genética fluye del ADN al ARN mensajero (ARNm), a través de un proceso llamado transcripción, y luego pasa a la maquinaria celular encargada de la producción de proteínas. Las proteínas se fabrican de acuerdo con las instrucciones genéticas almacenadas en el ADN. Desde mediados del siglo XX, varios de los descubrimientos científicos más fundamentales han explicado cómo funcionan estos procesos.
Nuestros órganos y tejidos están compuestos por muchos tipos diferentes de células, todas con la misma información genética almacenada en su ADN. Sin embargo, estas células expresan conjuntos únicos de proteínas. Esto es posible gracias a la regulación precisa de la actividad génica, que permite a cada tipo de célula realizar funciones especializadas. Además, la actividad génica debe ajustarse continuamente para adaptarse a las condiciones cambiantes de nuestro cuerpo y entorno. Si la regulación génica falla, puede provocar enfermedades graves como el cáncer, la diabetes o enfermedades autoinmunes.
Investigaciones en un pequeño gusano conducen a un gran avance
A fines de la década de 1980, Victor Ambros y Gary Ruvkun realizaron investigaciones postdoctorales en el laboratorio de Robert Horvitz, quien recibió el Premio Nobel en 2002. Estudiaron un gusano diminuto de 1 mm de longitud, C. elegans, un modelo útil para investigar cómo se desarrollan los tejidos en organismos multicelulares. Se centraron en los genes que controlan el tiempo de activación de los programas genéticos y estudiaron dos cepas mutantes de gusanos, lin-4 y lin-14, que mostraban defectos en el desarrollo. Ambros y Ruvkun descubrieron que el gen lin-4 era un regulador negativo del lin-14, pero el mecanismo de esta inhibición era desconocido.
En investigaciones posteriores, Ambros descubrió que el gen lin-4 codificaba un microARN, una pequeña molécula de ARN que no codificaba para proteínas. Por su parte, Ruvkun descubrió que el microARN lin-4 regulaba el gen lin-14 al unirse a una secuencia complementaria en su ARNm, bloqueando la producción de la proteína lin-14. Este hallazgo, publicado en 1993, reveló un nuevo principio de regulación génica mediado por el microARN.
Relevancia universal del microARN
Inicialmente, los resultados de Ambros y Ruvkun fueron recibidos con escepticismo. Sin embargo, en el año 2000, el grupo de investigación de Ruvkun descubrió otro microARN, codificado por el gen let-7, presente en todo el reino animal. Esto generó gran interés, y en los años siguientes se identificaron cientos de microARN. Hoy en día, se sabe que existen más de mil genes de microARN en humanos y que la regulación por microARN es universal en los organismos multicelulares.
La regulación génica por microARN, inicialmente revelada por Ambros y Ruvkun, ha sido fundamental para la evolución de organismos complejos. Esta regulación es crucial para el desarrollo normal de células y tejidos, y su alteración puede contribuir a enfermedades como el cáncer. Las mutaciones en genes que codifican microARN han sido vinculadas a condiciones como la sordera congénita y trastornos oculares y esqueléticos.
El descubrimiento de los microARN ha revelado una nueva dimensión en la regulación génica, esencial para todas las formas de vida complejas.
Referencias clave:
- Lee RC, Feinbaum RL, Ambros V. «El gen heterocrónico de C. elegans lin-4 codifica pequeños ARN con complementariedad antisentido a lin-14». Cell, 1993.
- Wightman B, Ha I, Ruvkun G. «Regulación postranscripcional del gen heterocrónico lin-14 por lin-4 en la formación de patrones temporales en C. elegans». Cell, 1993.
- Pasquinelli AE et al. «Conservación de la secuencia y expresión temporal del ARN regulador let-7». Nature, 2000.
