Científicos logran demostrar cómo las proteínas FoxP se asocian para coordinar la expresión de genes en momentos claves de la vida

by Lorenzo Palma

Investigadores nacionales avanzan en el conocimiento de una proteína esencial para los humanos y otras especies.

La expresión de genes es clave para el funcionamiento y desarrollo de nuestros órganos y tejidos. En este proceso participan diversas proteínas que, por separado, regulan la condensación de nuestros cromosomas y determinan la expresión de genes específicos.

Entre ellas, las proteínas conocidas como FoxP no solo pueden realizar ambas tareas por sí solas, sino que además regulan la expresión sincrónica de genes ubicados en cromosomas diferentes. Para ello, parejas de estas proteínas FoxP se abrazan unas a otras, mediante el intercambiando de segmentos de su estructura, para poder coordinar sus funciones.

El mecanismo por el cual estas proteínas se abrazan para coordinar la expresión de genes fue estudiado por investigadores chilenos e internacionales que recientemente publicaron sus hallazgos en la prestigiosa revista Journal of Molecular Biology (Ver aquí). Esta investigación fue liderada por el destacado científico Dr. Jorge Babul, de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Chile, junto al Dr. César Ramírez, del Instituto Milenio de Biología Integrativa – iBio, y el Dr. Hugo Sanabria, de la Universidad de Clemson, Estados Unidos. En este estudio además participaron Exequiel Medina, Pablo Villalobos (U. de Chile), George Hamilton (U. Clemson) y Elizabeth A. Komives (UC San Diego).

En el estudio, que demoró casi dos años, emplearon técnicas sofisticadas de simulación molecular en Chile y microscopía de moléculas individuales gracias a la colaboración con la Universidad de Clemson. “Esto permitió realizar análisis de muy alta resolución de lo que ocurría con cada una de las moléculas de proteínas FoxP y de cómo éstas lograban asociarse, intercambiando segmentos entre ellas”.

A diferencia de lo esperado inicialmente, las proteínas FoxP no son estructuras rígidas, sino que se comportan como intrínsecamente desordenadas. “Al no estar del todo estructuradas, pueden hacer estas acrobacias estructurales en tiempos muy cortos de apenas algunos minutos”, dicen los expertos, quienes, al combinar los resultados experimentales y computacionales, lograron determinar todas las etapas de este proceso.

La importancia de este estudio radica en que diversas mutaciones en estas proteínas están asociadas a trastornos del desarrollo neurológico e inmunológico, y sus equivalentes en levadura son esenciales para el control del ciclo celular. “Este estudio nos permitirá entender cómo las mutaciones que ocurren en estas proteínas causan enfermedades y síndromes que afectan la autoinmunidad e incluso el habla y lenguaje”, explicó César Ramírez, del iBio, quien comenta que continuarán los estudios en mutantes de esta proteína para determinar su efecto en la unión a ADN. También se estudiará cómo diferentes dominios de la proteína FoxP1 interactúan y modulan su función gracias al reciente proyecto FONDECYT de iniciación adjudicado por el Dr. Exequiel Medina. Además, estos experimentos de microscopía de molécula individual se podrán realizar a futuro en Chile, gracias a la adjudicación de un Fondo de Equipamiento Científico y Tecnológico (FONDEQUIP) por el Dr. Jorge Babul junto al Dr. Medina, y en el cual participa el Dr. Ramírez como coinvestigador.

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