Las mitocondrias son las centrales eléctricas de las células que producen todo el combustible celular que alimenta la vida a nivel bioquímico: el adenosín trifosfato (ATP). Con este inicio han empezado muchas clases de biología, con el fin de introducir uno de los conceptos básicos más conocidos sobre las células. Pero un artículo publicado hoy en Science pone en duda esta visión clásica. Ahora sabemos que no toda la energía de las células se produce fuera del núcleo y que las mitocondrias no tienen la exclusividad en la producción del ATP.

En situaciones excepcionales, las células tienen un mecanismo fundamental para su supervivencia: bloquean las rutas habituales de producción de ATP en las mitocondrias y en el citoplasma, para centrar toda su actividad en el núcleo. Son situaciones que responden a señales externas que provocan estrés celular,  o a daños considerables del genoma. En este contexto, las células necesitan reprogramar sus patrones de expresión génica para poder adaptarse y sobrevivir. Tal proceso requiere una gran cantidad de energía para poder remodelar la cromatina y para hacer accesible la información reguladora que se encuentra codificada en el ADN.

El estudio, liderado por el investigador Miguel Beato, del Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona, describe por primera vez esta vía para generar energía en el núcleo de la célula. El trabajo también identifica la función de las enzimas implicadas en cada paso de este proceso y detalla cómo se activan en respuesta a las señales de estrés. Sus resultados, contribuyen a la comprensión de los mecanismos que hay detrás de la remodelación de la cromatina y su relación con la reparación del ADN dañado, y abren todo un nuevo campo de investigación en medicina regenerativa y en oncología.

Los investigadores hallaron que uno de los principales actores en la apertura de la cromatina y en la reparación del ADN dañado, la poli-ADP-ribosa (PAR), es clave para la síntesis de ATP en el núcleo. La enzima NUDIX5 utiliza los bloques de ADP-ribosa derivados de la degradación de PAR para generar ATP. Sin NUDIX5 no es posible la remodelación de la cromatina, ni la reprogramación de la expresión génica y, por tanto, la célula no puede adaptarse al estrés ni lidiar con el ADN dañado. 

«Nuestros resultados apuntan a NUDIX5 como protagonista en la síntesis nuclear de ATP para la remodelación de la cromatina. Teniendo en cuenta que NUDIX5 se encuentra sobreexpresado en diversos tipos de cáncer, este descubrimiento puede contribuir a la nueva medicina personalizada del cáncer. NUDIX5 podría ejercer de biomarcador para la estratificación de ciertos cánceres y, en un futuro, ser una nueva diana para su tratamiento», concluye Roni Wright, primera autora del trabajo.

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Fuente: CRG