Les cèl·lules tenen energia al seu nucli

Científics del Centre de Regulació Genòmica (CRG) de Barcelona han descobert una nova font d’energia al nucli de les cèl·lules que s’activa quan han de reprogramar gens en situacions excepcionals. Tot sembla indicar que aquesta font d’energia podria tenir un paper rellevant en el desenvolupament del càncer i, per tant, ser una nova diana per a la medicina personalitzada.

La investigació, publicada a la revista Science, l’ha liderat el científic del Centre de Regulació Genòmica (CRG) Miguel Beato i ha comptat amb la col·laboració de la Universitat Pompeu Fabra (UPF), l’Institut de Recerca Biomèdica de Barcelona (IRB) i la Universitat Rovira i Virgili (URV).

Segons ha explicat Beato a l’agència Efe, aquesta via per generar energia en el nucli de la cèl·lula resulta necessària per a la remodelació de la cromatina i la reprogramació de l’expressió gènica. Els científics també han identificat la funció que compleixen els enzims implicats en cada pas d’aquest procés i han descrit com s’activen com a resposta a senyals d’estrès.

Reparació de l’ADN

Els resultats de la investigació contribueixen a la comprensió dels mecanismes que hi ha darrere de la remodelació de la cromatina i la seva relació amb la reparació de l’ADN danyat, un procés essencial per al càncer. “Les situacions excepcionals requereixen mesures extraordinàries. Quan les cèl·lules afronten una reprogramació global de l’expressió gènica requereixen una gran quantitat d’energia en el nucli”, ha detallat Beato. “Llavors les cèl·lules bloquegen les rutes habituals de producció de les petites molècules ATP que es creen en les mitocòndries i el citoplasma per generar energia, i passen a centrar tota la seva activitat en el nucli”, afegeix.

Totes les cèl·lules necessiten la petita molècula ATP, que es genera habitualment als mitocondris per cobrir les necessitats energètiques de la cèl·lula. En menor mesura i en cèl·lules cancerígenes en particular, l’ATP també es pot generar al citoplasma, a partir de l’energia generada durant la degradació de la glucosa. Això en condicions normals. Però en resposta a l’estrès cel·lular induït per senyals externs o quan el genoma pateix un dany, les cèl·lules necessiten reprogramar els seus patrons d’expressió gènica. Aquest procés requereix remodelar la cromatina. Aquesta remodelació de la cromatina consumeix molta energia i per això la cèl·lula activa aquesta altra via al nucli.

L’equip de científics han trobat també els enzims que hi intervenen. Un dels principals actors en l’obertura de la cromatina i en la reparació de l’ADN danyat, la poli-ADP-ribosa (PAR ), és clau per a la síntesi d’ATP en el nucli. L’enzim NUDIX5 utilitza els blocs d’ADP-ribosa derivats de la degradació de PAR per generar ATP. Sense NUDIX5 no són possibles la remodelació de la cromatina ni la reprogramació de l’expressió gènica i, per tant, la cèl·lula no pot adaptar-se a l’estrès ni fer front a l’ADN danyat. “Els nostres resultats apunten a NUDIX5 com a protagonista en la síntesi d’ATP al nucli per a la remodelació de la cromatina”, conclou Roni Wright, investigadora del CRG.