Redes postranscripcionales mediadas por proteínas de unión a ARN que regulan la pluripotencia de HPSC

Las células madre embrionarias humanas (hESC) tienen la notable capacidad de replicarse indefinidamente y diferenciarse en prácticamente cualquier tipo de célula del cuerpo humano. Mantener este estado celular pluripotente requiere el control preciso de cientos, si no miles, de proteínas en las células, un proceso conocido como regulación genética. Recientemente se ha demostrado que se puede inducir a las células humanas adultas a regresar a etapas anteriores de desarrollo y exhibir propiedades similares a las hESC. El método exacto para la "reprogramación" aún se está optimizando, pero actualmente requiere insertar múltiples genes en células adultas y luego exponerlas al entorno apropiado para el crecimiento de hESC, para producir estas "células madre pluripotentes inducidas (iPS)". La generación de células iPS específicas de cada paciente será de gran beneficio para la investigación y la terapia biomédicas relacionadas con enfermedades. Es interesante que muchos de estos genes estén enriquecidos con hESC o sean específicos de células madre pluripotentes, por lo que comprender la regulación de genes importantes para la pluripotencia también resulta muy beneficioso para la reprogramación.

Los genes están regulados en muchos niveles diferentes, comenzando con la producción de ARN en el núcleo (transcripción) y terminando con la generación de proteínas a partir de ARN procesados ​​en el citoplasma (traducción). Si bien se sabe mucho sobre el control transcripcional de la expresión génica implicada en el mantenimiento de la pluripotencia de las células madre, se sabe relativamente poco sobre lo que sucede con los ARN después de la transcripción (control postranscripcional o PTC), antes de la traducción. Las proteínas de unión a ARN (RBP) se asocian con los ARN durante esta etapa intermedia, varias de las cuales se unen directamente a los ARN (objetivos), mientras que otras interactúan indirectamente con los ARN a través de pequeños ARN no codificantes llamados microARN para cambiar la expresión de los ARN objetivo.

El objetivo de la investigación propuesta es producir un mapa completo de los ARN a los que se dirigen las RBP importantes para la pluripotencia en las células madre, así como descubrir cómo estas RBP regulan sus ARN objetivo. Utilizaremos una modificación de una estrategia bioquímica de alto rendimiento para identificar la ubicación precisa de los ARN que están en contacto con RBP cuidadosamente seleccionados. Aislaremos y secuenciaremos millones de nucleótidos cortos que representan tramos de estos ARN y los mapearemos en el genoma humano, representando juntos las regiones controladas postranscripcionalmente completas de las células madre pluripotentes. Se espera que la finalización de la investigación propuesta mejore nuestra comprensión de los mecanismos reguladores de genes en las células madre pluripotentes humanas, lo que a su vez facilitará el desarrollo de nuevas estrategias para terapias basadas en células madre y mejorará la reprogramación de células adultas específicas de cada paciente.