Los investigadores descubren una nueva forma de encontrar daños en el ADN

Se cree que el daño al ADN amenaza el conjunto de genes y en ocasiones puede causar diversas enfermedades, como trastornos neurológicos y ciertos cánceres.

En un nuevo estudio publicado en la revista en línea Nature Communications, Universidad de Utah los químicos han creado una nueva forma de encontrar daño químico. Como resultado, están un paso más cerca de comprender la química detrás del daño del ADN o lesiones que conducen a condiciones genéticas.

“Tenemos una forma de marcar y copiar sitios de daño de ADN para que podamos preservar la información de dónde y qué el daño fue “, explicó la autora principal del estudio, Cynthia Burrows, distinguida profesora y presidenta de química de la Universidad de Utah.

Las bases químicas del ADN se llaman A, C, T y G, y forman el ADN doble hélice. Se sabe que el 99% del ADN se reparará de forma natural; sin embargo, el otro uno por ciento conducirá a mutaciones genéticas. Son errores en la secuenciación del ADN que pueden producir mutaciones responsables de enfermedades como trastornos neurológicos como la enfermedad de Lou Gehrig y la enfermedad de Huntington; arterias obstruidas; y cánceres tales como cánceres de piel (melanoma), colon, hígado, pulmón y mama. El nuevo método descubierto por los investigadores identificará y encontrará la posición de las lesiones de ADN que causan esas enfermedades.

Para el estudio, los investigadores encontraron el daño al ADN y lo cortaron usando un método llamado “reparación de escisión de base”. “Es el mismo método que le ganó al científico inglés Tomas Lindahl el Premio Nobel de Química a principios de este año. A continuación, se coloca un “par de bases no naturales” en el sitio de daño de ADN recortado. Los químicos de Utah usaron un par de bases no naturales inventado por químicos del Instituto de Investigación Scripps en California, en lugar de usar pares de bases naturales AT y CG.

A continuación, el ADN con el sitio de daño etiquetado con un par de tercera base antinatural se copia millones de veces usando el método PCR (reacción en cadena de la polimerasa). La innovación clave aquí es que los investigadores utilizan la reparación de escisión de base para reducir el daño e insertan el par de bases no naturales en el sitio de ADN dañado. Esto permite la producción de millones de copias de ADN. Finalmente, otra sustancia química llamada 18-corona-6 éter se coloca en el par de bases no naturales en cada cadena de ADN. Luego se secuencian usando un tipo de poro del tamaño de una molécula, o nanopore, secuenciación desarrollada por Burrows y Henry White, un químico de Utah. Esta forma de secuenciación permite determinar la ubicación y el orden de las bases de una cadena de ADN pasando la cadena a través de un nanoporo.

Burrows cree que el nuevo método busca, “detalles moleculares que definen cómo nuestro genoma responde a lo que comemos” y el aire que respiramos, y termina siendo saludable o no “.

En el estudio, los químicos aplicaron su método en un gen llamado KRAS. Cuando KRAS está mutado, puede causar cáncer de mama o de pulmón. En la mayoría de los métodos de secuenciación de ADN, los científicos tienen problemas para encontrar la cadena que causó el daño del ADN a tiempo. A menudo harán hasta miles de millones de copias de ADN antes de que puedan evaluar el daño.

Los investigadores de la Universidad de Utah luego insertan el par de bases no naturales en el sitio de ADN dañado para etiquetarlo. Este proceso también ayuda en el etiquetado de millones de copias de ADN al mismo tiempo. A continuación, los químicos utilizaron el método de PCR para crear millones de copias de ADN separando los filamentos de la doble hélice de su calentamiento. Los filamentos se colocan en una solución con bases de ADN, y una enzima polimerasa se une al extremo de cada cadena de ADN, mientras que se unen los nucleótidos A, C, G y T para formar una segunda cadena. En el proceso, cada hebra de ADN se duplicará y las hebras se convertirán en millones en solo unas horas.

Cuando los químicos tienen millones de hebras de ADN con el daño marcado por el par de bases no naturales, la secuencia de nanoporos puede evaluar el daño convenientemente. Sin embargo, Burrows cree que es necesario mejorar o reemplazar el método de secuenciación de nanoporos con la secuenciación de próxima generación para ayudar a identificar los sitios de ADN dañados.

 

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