Biologia Molecular Mexico

La biología nos ha enseñado que la información que define nuestros rasgos se hereda principalmente a través del ADN y modificaciones químicas asociadas (epigenética). Pero desde hace tiempo, los científicos se enfrentan a un enigma: muchas características y enfermedades que claramente “corren en las familias” no pueden explicarse completamente por la genética o epigenética conocidas, un problema llamado la “heredabilidad perdida”. ¿Podría existir otra forma de transmitir información biológica a través de las generaciones?

Un estudio revolucionario, publicado en la prestigiosa revista Nature Cell Biology, sugiere que sí. Investigadores del Hospital for Sick Children y la Universidad de Toronto han identificado un mecanismo de herencia completamente inesperado en animales: la transmisión estable de información fenotípica (rasgos) a través de estructuras proteicas similares a los amiloides.

Los amiloides son agregados ordenados de proteínas, a menudo asociados con enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer o el Parkinson. Sin embargo, este estudio, realizado en el gusano nematodo Caenorhabditis elegans, revela una cara completamente diferente y funcional de estas estructuras.

Descubrimientos Clave:

1. Amiloides Heredables: Identificaron estructuras proteicas de tipo amiloide en las células germinales (óvulos y esperma) de gusanos sanos (tipo salvaje) que se transmiten establemente de padres a hijos durante generaciones.

2. Influencia en Rasgos: La presencia y estado de estos amiloides heredables influyen directamente en rasgos del desarrollo, como la diferenciación sexual de las células germinales (si se convertirán en esperma u óvulos).

3. Memoria Epigenética Proteica: Alteraciones en estos amiloides (causadas por cambios genéticos, ambientales o incluso fármacos) provocan cambios en el desarrollo que pueden transmitirse epigenéticamente a la descendencia, incluso si la causa inicial ya no está presente. ¡Es una forma de memoria biológica basada en proteínas!

4. Transmisión por Inyección: De forma sorprendente, demostraron que inyectar los amiloides aislados de gusanos con un fenotipo particular en animales sanos podía inducir ese mismo fenotipo en la descendencia de los animales inyectados. Esto confirma que los amiloides actúan como vectores de información heredable.
5. Mantenimiento por el Proteasoma: El estudio también descubrió que el proteasoma 26S (el sistema de reciclaje de proteínas de la célula) y sus reguladores son cruciales para mantener estos amiloides heredables en niveles adecuados. La disfunción del proteasoma lleva a la acumulación de amiloides y altera el desarrollo normal.

Un Nuevo Paradigma en la Herencia

Este trabajo propone un mecanismo radicalmente nuevo de herencia en animales, que no depende directamente de la secuencia del ADN. Sugiere que las estructuras proteicas auto-propagantes, como los amiloides, pueden actuar como una forma de “memoria epigenética proteica”, transmitiendo información fenotípica a través de las generaciones.

Esto podría tener implicaciones enormes:

• Explicar la “Heredabilidad Perdida”: Podría ser una pieza clave para entender por qué muchos rasgos y enfermedades familiares no se explican totalmente por la genética clásica.
• Adaptación Ambiental: Podría ser un mecanismo por el cual los organismos coordinan el desarrollo de su descendencia con las condiciones ambientales experimentadas por los padres, confiriendo una ventaja adaptativa.
• Nuevas Vías de Investigación: Abre un campo completamente nuevo para estudiar cómo la conformación y la herencia de proteínas pueden influir en la biología y la enfermedad.

Conclusión

Este estudio desafía nuestra visión tradicional de la herencia al demostrar que las proteínas, en su forma de amiloides estables, pueden llevar información fenotípica crucial a través de las generaciones. Es un descubrimiento fundamental que nos obliga a repensar cómo se transmite la información biológica y cómo se relacionan el ambiente, las proteínas y el destino de un organismo.

Referencia: Eroglu, M., Zocher, T., McAuley, J., et al. (2024). Noncanonical inheritance of phenotypic information by protein amyloids. Nature Cell Biology, 26, 1712–1724. DOI: 10.1038/s41556-024-01494-9 (Nota: Fecha exacta de publicación final puede variar).