Nueva técnica revela el comportamiento del ARN en células vivas

El ARN, o ácido ribonucleico, juega un papel clave en cómo nuestras células crean proteínas y controlan la actividad genética. No se trata solo de la secuencia de ARN, sino también de cómo y dónde se mueve en la célula, lo que afecta su función. El ARN interactúa con proteínas y otros componentes celulares en lugares y momentos específicos, lo cual es esencial para su trabajo.

Por ejemplo, una proteína llamada ZBP1 ayuda a transportar un tipo específico de ARN (ARNm β-actina) desde el núcleo (donde se almacenan los genes) hasta la parte frontal de la célula, conocida como el borde líder. Otra proteína, EF1α, mantiene estas moléculas de ARN en su lugar en el borde celular para que puedan usarse para hacer proteínas justo donde se necesitan.

#Métodos Actuales para Estudiar el ARN

Los científicos han desarrollado métodos para observar el ARN en tiempo real dentro de células vivas. Sin embargo, muchos de estos métodos implican agregar secuencias al ARN, lo que puede llevar mucho tiempo y podría cambiar cómo se comporta el ARN. Algunas técnicas solo pueden estudiar mucho ARN a la vez, lo que limita lo que se puede aprender sobre moléculas individuales de ARN. Otros métodos pueden emitir una señal de fondo demasiado alta, lo que dificulta ver lo que está sucediendo.

#Presentando SmLiveFISH

Aquí, presentamos una nueva técnica llamada smLiveFISH. Este método permite a los científicos ver moléculas individuales de ARN en células vivas sin cambiarlas. Utiliza un sistema basado en CRISPR que puede unirse al ARN y rastrearlo mientras se mueve dentro de la célula. Con este método, los investigadores pueden estudiar tipos específicos de ARN en diferentes tipos de células.

#Cómo Funciona SmLiveFISH

SmLiveFISH utiliza un sistema de ADN y ARN para etiquetar el ARN en la célula. Este sistema puede ajustarse para dirigirse a moléculas específicas de ARN. Cuando las células se tratan con este sistema, producen proteínas que se conectan al ARN. Estas proteínas pueden unirse a diferentes partes del ARN sin cambiarlo, lo que permite a los científicos rastrear los movimientos del ARN.

En pruebas iniciales, los científicos analizaron el ARNm NOTCH2, que codifica una proteína que se encuentra en la superficie de las células, y el ARNm MAP1B, que ayuda con la estructura de las células nerviosas. Descubrieron que el ARNm NOTCH2 se comporta de dos maneras diferentes. Algunas moléculas son muy estables, mientras que otras se mueven rápido. Este movimiento depende de si el ARN está vinculado a procesos de producción de proteínas en la célula.

#Observando los Movimientos del ARNm NOTCH2

Los científicos también querían ver cómo se mueve el ARNm NOTCH2 dentro de las células. Descubrieron dos grupos de ARNm NOTCH2 basados en sus velocidades de movimiento. Algunos son lentos mientras que otros son rápidos. Cuando detuvieron la producción de proteínas usando un medicamento, el ARN de movimiento lento disminuyó rápidamente, mostrando que este comportamiento depende de si se están produciendo proteínas.

Usaron una nueva técnica para medir cómo se mueven las moléculas de ARN en tiempo real, y vieron que detener la producción de proteínas cambió el comportamiento del ARNm NOTCH2.

#Investigando el ARNm MAP1B

Luego, los investigadores miraron el ARNm MAP1B para ver si se comporta de manera diferente. Encontraron que el ARNm MAP1B tiende a moverse hacia el borde de la célula en líneas rectas, a diferencia del ARNm NOTCH2. Este movimiento dirigido sugiere que mientras el ARNm NOTCH2 es estable y está principalmente cerca del núcleo, el ARNm MAP1B se mueve hacia el borde de la célula, probablemente para ayudar con la estructura de la célula.

Usando smLiveFISH, los científicos midieron qué tan lejos está el ARNm MAP1B del núcleo y del borde de la célula. Confirmaron que el ARNm MAP1B a menudo se encuentra cerca de la parte exterior de la célula.

#El Impacto de la Inhibición de la Traducción

Para entender cómo la producción de proteínas afecta al ARNm MAP1B, los investigadores trataron células con un medicamento que detiene la traducción. Incluso cuando se inhibió la traducción, el ARNm MAP1B aún se movía hacia el borde de la célula. Curiosamente, este tratamiento parecía hacer que el ARNm MAP1B se moviera un poco más rápido.

Sin embargo, cuando el ARNm MAP1B llegó al borde de la célula, su movimiento se desaceleró, mostrando que este ARN aún puede funcionar normalmente incluso cuando se detiene la producción de proteínas. Parte del ARNm también formó cúmulos después del tratamiento, indicando cambios en cómo se manejan dentro de la célula.

#SmLiveFISH: Una Nueva Herramienta para Entender el ARN

SmLiveFISH es una herramienta poderosa para estudiar el ARN en células vivas. Este método permite rastrear el ARN en tiempo real sin alterarlo, y se puede usar para explorar cómo se comporta el ARN en diferentes condiciones, como durante la producción de proteínas. Los científicos pueden usar esta técnica para observar varios tipos de ARN en muchas situaciones, convirtiéndola en una herramienta versátil en el campo de la biología.

#Aplicaciones de SmLiveFISH

SmLiveFISH puede ayudar a los investigadores a entender varios procesos biológicos. Por ejemplo, se puede usar para estudiar cómo se comporta el ARN en diferentes enfermedades. Comprender cómo funciona el transporte de ARN podría llevar a conocimientos sobre condiciones como los trastornos neurodegenerativos, donde las proteínas que se unen al ARN suelen estar mutadas.

Además, la capacidad de ver cómo se mueve el ARN en respuesta a tratamientos o en diferentes tipos de células puede proporcionar conocimientos críticos sobre su papel en la salud y la enfermedad.

#Conclusión

Con smLiveFISH, los investigadores tienen un nuevo método para visualizar y entender la dinámica del ARN en células vivas. Este enfoque ilumina cómo el ARN es transportado y gestionado en áreas específicas de la célula, revelando funciones importantes del ARN que anteriormente estaban ocultas en estudios de células fijadas.

A medida que los científicos continúan explorando el mundo del ARN y sus roles, smLiveFISH probablemente se convertirá en una herramienta esencial para desbloquear nuevos descubrimientos en biología celular y medicina. Los conocimientos obtenidos de este método pueden moldear nuestra comprensión de procesos fundamentales y ayudar a abordar enfermedades relacionadas con la disfunción del ARN.