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La más reciente herramienta química de la biotecnología
Utilizando la caja de herramientas químicas de la biología, unos investigadores han desarrollado una nueva técnica que les permitirá modificar secuencias específicas de una molécula de ADN. La metodología no sólo ayudará a revelar el impacto de las alteraciones bioquímicas del ADN, sino que también podría tener aplicaciones de gran alcancepara el diagnóstico médico en base al ADN y la nanobiotecnología.
Saulius Klimasauskas, becario internacional de investigación del Instituto Médico Howard Hughes (HHMI) en el Instituto de Biotecnología de Vilnius, Lituania, y químicos del Instituto de Química Orgánica, de Aquisgrán, Alemania, han combinado química con biotecnología y así han utilizado un grupo de enzimas esenciales para agregarvarios grupos químicos al ADN, alterando así su función. El trabajo fue publicado en una publicación avanzada en Internet el 27 de noviembre de 2005, en Nature Chemical Biology .

“Las metiltranferasas de ADN se convertirán en una herramienta de laboratorio estándar como las endonucleasas de restricción.”
Saulius Klimašauskas
Las enzimas del corazón del estudio, conocidas como metiltransferasasde ADN, son una de las herramientas que las células utilizan para activar y desactivar los genes. Al agregar un simple grupo de cuatro átomos -un átomo de carbono unido a tres hidrógenos, conocidos entre los químicos como grupo metílico- a bases específicas de una secuencia de ADN, las metiltransferasas pueden desactivar a un gen. La metilación cumple una función importante en el desarrolloembrionario, la marcación para la desactivación genómica y la carcinogénesis porque regula la expresión génica
Las metiltransferasas requieren de una fuente de grupos metílicos que unen al ADN, y muy frecuentemente esa fuente es una molécula llamada S-Adenosil-L-metionina (AdoMet), conocida a veces como SAM o SAMe. Las metiltransferasas toman el grupo metílico de la AdoMet y lo transfierendirectamente al ADN, colocándolo en la secuencia con una especificidad envidiable. Esta especificidad sugiere que las enzimas pueden ser una herramienta útil en el laboratorio. Pero Klimasauskas y sus colegas querían la flexibilidad de unir más de sólo un grupo metílico simple.
En este estudio, los científicos demostraron que las metiltransferasas, en efecto, se pueden utilizar para transferir gruposquímicos más grandes a grandes moléculas de ADN, conservando la misma especificidad de secuencias.
Para probar su técnica, los científicos sintetizaron moléculas semejantes a la AdoMet, pero que tenían grupos químicos con cadenas de carbón más largas en la posición donde usualmente se localizaba al grupo metílico. Las enzimas pudieron tomar el grupo más grande y transferirlo al ADN. Dado que la familiade metiltransferasas de ADN incluye enzimas capaces de reconocer más de 200 secuencias distintas, esta nueva metodología proporcionó una capacidad sin precedente de manipular el ADN experimentalmente.
Para demostrar el potencial de la técnica para alterar la función del ADN, los investigadores modificaron al ADN en una posición que bloqueaba la capacidad de otra enzima de cortar la molécula en susitio diana. “Nadie había pensado realmente sobre las posibles aplicaciones [de esto] antes porque nadie pensaba que fuera posible”, dijo Klimasauskas. Predice que las metiltranferasas de ADN se convertirán en una herramienta de laboratorio estándar como las endonucleasas de restricción.
Estudios anteriores habían sugerido que la transferencia de grupos químicos más grandes que un grupo metílicono era posible, en parte porque la sustitución del grupo metílico de la AdoMet disminuía la reactividad química del compuesto. Para superar este problema, los autores siguieron algunos consejos de libros de texto de química orgánica y estabilizaron la transferencia con un enlace de carbono múltiple.
“Resultó que nuestra primera apuesta, un enlace de carbono doble o triple, ubicado al lado de...