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¿Por qué los cerebros humanos son tan poderosos?  Universidad

¿Por qué los cerebros humanos son tan poderosos? Universidad

Foto: De izquierda a derecha: Sandra Miranda Sardone, doctora Stefan Stamm y Andrea Arizaka del Reino Unido, Aya Moharram, doctora Ruth Spurling y Maram Arafat de la Universidad Hebrea de Jerusalén.
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Crédito: fotos proporcionadas

Lexington, Kentucky (25 de enero de 2023) – Investigadores de la Universidad de Kentucky y la Universidad Hebrea de Jerusalén estudian conjuntamente la complejidad del cerebro humano. Específicamente, los investigadores evaluarán si hay proteínas nuevas y desconocidas en el cerebro.

Los laboratorios de las dos instituciones recibieron una subvención conjunta de Fundación Nacional de Ciencias (NSF) y el Fundación Bilateral de Ciencias EE.UU.-Israel (BSF) Estudiar nuevos aspectos de la biología del ARN.

Los investigadores están trabajando para responder una pregunta fundamental: ¿Por qué los humanos tienen cerebros más complejos que otros organismos con aproximadamente la misma cantidad de genes?

Como parte de una subvención de más de $700,000, Stephen Stamm, Doctor en Filosofía.es profesor en Departamento de Bioquímica Molecular y Celular en el Reino Unido Facultad de MedicinaSu laboratorio estudia la caracterización de proteínas e investiga sus efectos biológicos.

Stamm Lab se asocia con ruth sperling, Ph.D., Profesor (Emérito) en el Departamento de Genética del Instituto Alexander Silberman de Ciencias de la Vida de la Universidad Hebrea de Jerusalén. Es experta en procesamiento de ARN.

El ARN es el medio para traducir las instrucciones de su ADN en proteínas en sus células. Durante el proceso, el ARN se modifica significativamente al cortarlo o picarlo, y luego se vuelve a ensamblar en una nueva hebra de ARN. A veces, estas piezas se forman en círculos formando ARN circular.

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“Proponemos que hay un nuevo grupo de proteínas que no han sido identificadas o consideradas en el cerebro humano que están codificadas por ARN circulares y realizan funciones novedosas en las células”, dijo Stamm.

Los ARN circulantes se encuentran predominantemente en el cerebro y su formación es promovida por elementos genómicos específicos de humanos y otros primates, llamados Alu-Elements. El genoma humano consta de aproximadamente un 11 % de elementos Alu y su expansión en los primates está asociada con la complejidad del cerebro.

Los equipos de investigación probarán la hipótesis de que el ARN circular de los primates se traduce en proteínas después de que las moléculas del ARN circular sufran un cambio epigenético.

“¿Los ARN circulares codifican proteínas? ¿Son estas proteínas funcionales? ¿Puedes encontrarlos en los cerebros? Stamm dijo: “Eso es lo que estamos analizando. No se ha visto antes”.

Los investigadores sugieren que las nuevas proteínas hechas de esos ARN circulares específicos aumentaron considerablemente la complejidad molecular en el cerebro, lo que puede mejorar la función cerebral.

“Si tenemos nuevas proteínas, tenemos una proteína completamente nueva que tiene nuevas funciones y puede contribuir al funcionamiento del cerebro humano”, dijo Sperling. “Esto tiene amplias implicaciones. Por ejemplo, puede buscar modificadores genéticos. ¿Existen modificadores genéticos asociados con la esquizofrenia, la epilepsia, el autismo o las enfermedades neurológicas?”

El laboratorio de Sperling se centrará en comprender cómo se forma el ARN circular mediante la maquinaria de empalme en las células. Junto con Joseph Sperling, Ph.D., descubrió y caracterizó la maquinaria de empalme endógeno en células de mamíferos. Recientemente, su equipo identificó ARN circular dentro de la máquina de empalme endógeno. Su equipo utilizará este sistema para estudiar si el ARN se empalma o empalma inversamente, formando ARN lineal y circular, respectivamente, cuándo ocurre esto y cómo se regula en el cerebro.

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Estas proteínas no son abundantes, pero pueden modular o modular funciones catalíticas en otras proteínas. Entonces, si quieres entender el cerebro, debes observar estas moléculas”, dijo Stamm.

Como parte del proyecto de tres años, habrá cursos anuales de biología de ARN de dos semanas que se llevarán a cabo durante el verano en la Universidad Hebrea de Jerusalén, dirigidos por Stam y Sperling. Los estudiantes de ambas universidades asistirán a conferencias teóricas y realizarán experimentos prácticos durante el curso.

La investigación reportada en esta publicación fue apoyada por la Fundación Nacional de Ciencias bajo el Premio No. 2221921. Las opiniones, hallazgos y conclusiones o recomendaciones expresadas son las del autor(es) y no reflejan necesariamente los puntos de vista de la Fundación Nacional de Ciencias.

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