El galardón de este año conmemora a dos científicos por el hallazgo de un principio fundamental que rige la regulación de la actividad de los genes. Ambros trabaja en la Facultad de Medicina de la Universidad de Massachusetts y Ruvkun en la de Harvard, ambas en EE UU.
La Asamblea Nobel del Instituto Karolinska ha decidido hoy conceder el Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 2024 conjuntamente a Victor Ambros y Gary Ruvkun por el descubrimiento del microARN y su papel en la regulación génica postranscripcional.
La información almacenada en nuestros cromosomas puede compararse a un manual de instrucciones para todas las células de nuestro cuerpo. Cada célula contiene los mismos cromosomas, por lo que cada una contiene exactamente el mismo conjunto de genes y exactamente el mismo conjunto de instrucciones.
Sin embargo, los distintos tipos de células, como las musculares y las nerviosas, tienen características muy distintas. ¿Cómo surgen estas diferencias? La respuesta está en la regulación de los genes, que permite a cada célula seleccionar solo las instrucciones pertinentes. Esto garantiza que únicamente el conjunto correcto de genes esté activo en cada tipo celular.
Ambros y Ruvkun se interesaron por cómo se desarrollan los distintos tipos de células y descubrieron el microARN, una nueva clase de diminutas moléculas de ARN que desempeñan un papel crucial en la regulación génica. Su hallazgo reveló un principio completamente nuevo de este proceso que resultó ser esencial para los organismos pluricelulares, incluidos los humanos.
Ahora se sabe que el genoma humano codifica más de mil microARN, que están demostrando su importancia fundamental para el desarrollo y el funcionamiento de los organismos.
El Nobel de este año se centra en el descubrimiento de un mecanismo regulador vital utilizado en células para controlar la actividad de los genes. La información genética pasa del ADN al ARN mensajero (ARNm), a través de un proceso llamado transcripción, y luego a la maquinaria celular para la producción de proteínas. Allí, los ARNm se traducen para que las proteínas se fabriquen de acuerdo con las instrucciones genéticas almacenadas en el ADN.
C. elegans es un organismo modelo útil para comprender cómo se desarrollan los distintos tipos de células. Ambros y Ruvkun estudiaron los mutantes lin-4 y lin-14. / Nobel Prize
A finales de la década de 1980, Ambros y Ruvkun fueron becarios postdoctorales en el laboratorio de Robert Horvitz, galardonado con el Premio Nobel en 2002. En el laboratorio de Horvitz estudiaron un gusano redondo relativamente modesto de 1 mm de longitud, C. elegans.
A pesar de su pequeño tamaño, posee muchos tipos celulares especializados, como células nerviosas y musculares, que también se encuentran en animales más grandes y complejos, lo que lo convierte en un modelo útil para investigar cómo se desarrollan y maduran los tejidos en organismos pluricelulares.
Ambros y Ruvkun se interesaron por los genes que controlan la activación de los distintos programas genéticos, garantizando que los diversos tipos celulares se desarrollen en el momento adecuado. Estudiaron dos cepas mutantes de gusanos, lin-4 y lin-14, que presentaban defectos en dicha activación de los programas genéticos durante el desarrollo.
Ambos galardonados querían identificar los genes mutados y comprender su función, por lo que compararon sus hallazgos, lo que dio lugar a un descubrimiento revolucionario: la secuencia corta de lin-4 coincidía con secuencias complementarias en el segmento crítico del ARNm de lin-14.
Ruvkun clonó let-7, un segundo gen que codifica un microARN. El gen está conservado en la evolución y ahora se sabe que la regulación por microARN es universal entre los organismos multicelulares. / Nobel Prize
Los expertos llevaron a cabo otros experimentos que demostraron que el microARN lin-4 desactiva lin-14 al unirse a las secuencias complementarias de su ARNm, bloqueando la producción de la proteína lin-14. Se había descubierto un nuevo principio de regulación génica, mediado por un tipo de ARN desconocido hasta entonces: el microARN. Los resultados se publicaron en 1993 en dos artículos de la revista Cell.
Los resultados fueron recibidos inicialmente con un silencio casi ensordecedor por parte de la comunidad científica. Aunque los resultados eran interesantes, el inusual mecanismo de regulación génica se consideraba una peculiaridad de C. elegans, probablemente irrelevante para los humanos y otros animales más complejos.
Esa percepción cambió en 2000, cuando el grupo de investigación de Ruvkun publicó su descubrimiento de otro microARN, codificado por el gen let-7. A diferencia del lin-4, el gen let-7 estaba muy conservado y presente en todo el reino animal.
El artículo despertó un gran interés y en los años siguientes se identificaron cientos de microARN diferentes. Hoy sabemos que hay más de mil genes para diferentes microARN en los seres humanos y que la regulación génica por microARN es universal entre los organismos pluricelulares.
En el futuro, la administración de fármacos terapéuticos exactamente en el lugar del cuerpo donde se necesitan podría ser tarea de robots en miniatura. Un nuevo estudio ha probado estas esferas microscópicas en ratones con tumores de vejiga, y lograron resultados prometedores.
Un estudio coliderado por el Instituto de Neurociencias de Alicante ha descubierto los genes que controlan la migración celular de la que depende el desarrollo de la estructura facial. El trabajo abre vías a una mayor comprensión de las causas genéticas tras ciertas enfermedades congénitas.
