ARN: El héroe desconocido de las células
Explora los roles vitales del ARN en los biofluidos humanos y la función celular.
Jasper Verwilt, Kimberly Verniers, Sofie De Geyter, Sofie Roelandt, Cláudio Pinheiro, An Hendrix, Pieter Mestdagh, Jo Vandesompele
― 7 minilectura
Tabla de contenidos
- Los Diferentes Tipos de ARN
- ARN Corto
- ARN Largo
- El Viaje del ARN
- El Desafío de la Investigación
- Nuevas Técnicas para Analizar ARN
- Desglosando el Proceso
- Recolección de Muestras
- Extracción de ARN
- Secuenciación del ARN
- Los Hallazgos: ARN de Longitud Completa
- La Integridad del ARN
- Diferentes Biofluidos, Diferente ARN
- Plasma Sanguíneo vs. Orina
- Vesículas Extracelulares
- Conclusión: La Lección Aprendida
- Fuente original
- Enlaces de referencia
El ácido ribonucleico, o ARN, es uno de los jugadores clave en las células de los seres vivos. Es como un guion que le dice a la célula qué hacer. El ARN viene en muchas formas y longitudes, y juega diferentes roles para mantener las células funcionando bien. Piénsalo como un equipo de trabajadores, cada uno con un trabajo único para ayudar a que la fábrica funcione sin problemas.
Los Diferentes Tipos de ARN
El ARN se puede clasificar principalmente en dos grupos según su longitud: corto y largo.
ARN Corto
El ARN corto incluye tipos como el microARN (miARN), el ARN de transferencia (ARNt), el ARNy y el ARN de bóveda (ARNv). Estas moléculas están principalmente involucradas en regular cómo funciona la célula. Pueden comunicarse con proteínas, ADN y otros ARN para asegurarse de que todo esté en sintonía. Imagínalos como los inspectores de control de calidad en la fábrica, asegurándose de que todo esté a la altura.
ARN Largo
El ARN largo es una categoría más amplia que incluye el ARN mensajero (ARNm), el ARN largo no codificante (ARNlnc) y el ARN circular (ARNcirc).
- ARNm sirve como un plano para fabricar proteínas, que son cruciales para la estructura y función de la célula.
- ARNlnc tiende a regular otros ARN y no está involucrado en codificar proteínas.
- ARNcirc puede interactuar con varias moléculas en la célula, a veces actuando como una “esponja” para absorber otros ARN o proteínas.
El Viaje del ARN
Cuando las células viven su vida, también liberan ARN en los espacios fuera de la célula. Esto puede suceder de manera activa o pasiva, como un globo flotando. Una vez afuera, el ARN se puede encontrar en varios fluidos humanos, como la sangre y la Orina. Sin embargo, el entorno fuera de las células es duro para el ARN, lo que a menudo lleva a su descomposición.
Sorprendentemente, algunos tipos de ARN logran mantenerse estables en estas condiciones. Los investigadores han encontrado que ciertos ARN pueden engancharse a moléculas más grandes, como pequeños barcos de carga, lo que ayuda a mantenerlos a salvo de daños. Estas estructuras protectoras incluyen vesículas extracelulares (VE) y proteínas, que forman complejos con el ARN.
El Desafío de la Investigación
La mayoría de los estudios han analizado ARN corto en el plasma sanguíneo, pero solo unos pocos han profundizado en los tipos de ARN más largos presentes en fluidos humanos. Aunque se piensa que el ARN largo está principalmente fragmentado, sugiriendo que se descompone fácilmente, hay indicios de que existen algunas formas intactas.
La evidencia actual de ARN largo e intacto en biofluidos proviene principalmente de tecnología que tiene dificultades para analizar hebras más largas adecuadamente. Para obtener una imagen más clara, los científicos están recurriendo a métodos de secuenciación avanzados que pueden proporcionar una vista completa de estas moléculas de ARN más largas.
Nuevas Técnicas para Analizar ARN
Para abordar este problema, los investigadores han desarrollado un nuevo método de secuenciación de bajo input. Este enfoque les permite estudiar secuencias completas de ARN incluso cuando comienzan con cantidades muy pequeñas de muestra, como un detective armando pistas de un misterio.
En su estudio, los científicos se centraron en examinar ARN de plasma libre de plaquetas-un líquido claro que queda después de que la sangre ha sido centrifugada-y orina. Al combinar varios métodos de extracción y pasos de purificación, buscaron reunir la mayor cantidad de ARN intacto posible.
Desglosando el Proceso
Recolección de Muestras
Para el estudio, los investigadores recolectaron sangre y orina de donantes sanos. La sangre se tomó usando tubos especiales que minimizan la activación de plaquetas, asegurando que el ARN permanezca lo más puro posible. Inmediatamente después de la recolección, las muestras se procesaron para aislar el ARN de manera rápida y eficiente-como correr para sacar el pan más fresco del horno.
Extracción de ARN
Una vez que se recolectaron las muestras, el siguiente paso fue extraer el ARN. Esto se hizo usando kits de extracción específicos diseñados para manejar bajas cantidades de ARN. Los investigadores añadieron ARN de control para verificar si se había descompuesto algún ARN durante el proceso de extracción. Este control ayudó a garantizar que sus hallazgos fueran confiables.
Secuenciación del ARN
Después de extraer el ARN, los investigadores lo prepararon para la secuenciación, que es como tomar una instantánea de la composición del ARN. Usaron una técnica especial para generar secuencias largas a partir del ARN extraído. También se empleó la secuenciación de lectura corta para proporcionar datos complementarios.
Comparando las lecturas largas y cortas, los científicos esperaban obtener una mejor comprensión del paisaje del ARN en sus muestras.
Los Hallazgos: ARN de Longitud Completa
El análisis reveló algunos resultados fascinantes. Los investigadores descubrieron que el ARN presente en el plasma sanguíneo y la orina estaba intacto y formado por moléculas de longitud completa. Esto fue un gran avance porque proporcionó evidencia directa de que ARN largo existe fuera de las células en biofluidos humanos.
La Integridad del ARN
Para determinar cuán "completas" eran las moléculas de ARN, los investigadores compararon las secuencias que obtuvieron con las longitudes esperadas de esas moléculas. Descubrieron que un buen porcentaje del ARN estaba intacto, lo cual es una buena noticia para futuros estudios. ¡Es como descubrir que un pastel que pensabas que era un simple muffin tiene capas y glaseado después de todo!
Diferentes Biofluidos, Diferente ARN
Plasma Sanguíneo vs. Orina
Los investigadores también examinaron cómo variaba el ARN intacto entre el plasma sanguíneo y la orina. Encontraron que las cantidades de ARN intacto variaban en diferentes fracciones de ambos fluidos. En el plasma sanguíneo, ciertos tipos de ARN eran más abundantes, mientras que otros eran más plenos en la orina.
Vesículas Extracelulares
Al separar el plasma sanguíneo en varias fracciones, los investigadores pudieron ver cómo se comporta el ARN intacto en diferentes situaciones. Los resultados mostraron que algunos tipos de ARN podían resistir mejor las "aguas bravas" de estar fuera de las células que otros.
En términos más simples, fue como ver cómo diferentes barcos manejan las olas-algunos son robustos y flotan, mientras que otros podrían volcarse.
Conclusión: La Lección Aprendida
Esta investigación ilumina la presencia de moléculas de ARN intactas en el plasma sanguíneo y la orina humanas. Estos hallazgos ayudan a ampliar nuestra comprensión de cómo funciona el ARN fuera de las células y podrían llevar a emocionantes nuevas exploraciones en medicina y biología.
Aunque aún hay preguntas por responder-como cómo usa el cuerpo estas moléculas de ARN y su rango completo de funciones-una cosa está clara: el ARN es mucho más que solo un mensajero. Es una parte vital del juego celular, sin importar a dónde termine.
Así que la próxima vez que escuches sobre el ARN, recuerda que tiene una gran historia que contar. Desde las profundidades de las células hasta la inmensidad de los biofluidos, es un viaje lleno de giros, vueltas y un buen poco de magia científica.
Título: Intact messenger RNA exists in human blood plasma and urine, and their purified macromolecular compartments
Resumen: It is generally assumed that extracellular long RNA molecules in biofluids are fragmented. Few studies have indirectly hinted at the existence of possibly functional, intact long RNA transcripts. In search for such RNA molecules, we developed a long-read full transcript sequencing workflow for low-input and low-quality samples. We applied our method to human blood plasma, urine, and their isolated macromolecular compartments, in parallel with total RNA sequencing. This approach enabled us to find intact messenger RNA molecules in human biofluids and macromolecular compartments. We showed that the full-length transcriptome of human urine and blood plasma differs, but we also reveal intact messenger RNA molecules shared between biofluids. In addition, we show that these intact molecules are differentially distributed over fractionated macromolecular compartments. This study provides a foundation for future extracellular RNA studies to elucidate the human biofluid full-length transcriptome.
Autores: Jasper Verwilt, Kimberly Verniers, Sofie De Geyter, Sofie Roelandt, Cláudio Pinheiro, An Hendrix, Pieter Mestdagh, Jo Vandesompele
Última actualización: 2024-11-30 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.30.626091
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.30.626091.full.pdf
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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