{"id":32733,"date":"2017-01-27T00:00:00","date_gmt":"2017-01-27T04:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/dev.explora.cl\/rmnorte\/blog\/2017\/01\/27\/en-la-busqueda-de-los-errores-del-adn\/"},"modified":"2019-05-20T17:16:40","modified_gmt":"2019-05-20T17:16:40","slug":"en-la-busqueda-de-los-errores-del-adn","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/dev.explora.cl\/rmnorte\/en-la-busqueda-de-los-errores-del-adn\/","title":{"rendered":"En la b\u00fasqueda de los errores del ADN"},"content":{"rendered":"Durante los pr\u00f3ximos dos a\u00f1os, el bioinform\u00e1tico molecular Francisco Melo, dise\u00f1ar\u00e1 una variante mejorada de una prote\u00edna capaz de reconocer y reparar ADN da\u00f1ado.\u00a0<\/p>\n
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El proyecto \u201cDesarrollo de una variante mejorada de la prote\u00edna MutS para su aplicaci\u00f3n en la industria biotecnol\u00f3gica\u201d fue concebido de una manera at\u00edpica en el 2013 por el estudiante del Programa de Doctorado de Ciencias Biol\u00f3gicas UC, Juan Jos\u00e9 Cifuentes, quien colaboraba junto al Dr. Francisco Melo en el reconocimiento molecular entre prote\u00ednas de ADN. A diferencia de otras tesis donde el tutor pautea la investigaci\u00f3n, la idea intelectual en este caso es original del candidato a doctor. El proyecto actual es complementario al trabajo de investigaci\u00f3n que realiza el profesor Melo a trav\u00e9s del Fondecyt Regular, donde estudia un factor de transcripci\u00f3n bacteriano como modelo para entender la especificidad de reconocimiento entre prote\u00ednas de ADN.\u00a0<\/p>\n
El proyecto ha sido financiado mediante el concurso IDeA en Dos Etapas. Durante los dos primeros a\u00f1os, esta \u00a0iniciativa ciento por ciento de ciencia aplicada identificar\u00e1 una variante mejorada de una prote\u00edna que reconoce y repara ADN da\u00f1ado, a fin de convertirse en un insumo para empresas que ofrecen s\u00edntesis de genes. La segunda etapa, si se cumple con las expectativas esperadas para este tipo de instrumento, ser\u00e1 proteger la idea, producir de manera estandarizada la nueva prote\u00edna dise\u00f1ada y bajo normas de calidad y prueba de concepto a nivel industrial que mediante firma de MTA (Material Transfer Agreement) podr\u00e1n ser implementadas en una o m\u00e1s empresas. \u201cEs un proyecto arriesgado, pero si funciona se conseguir\u00e1 una transferencia efectiva al sector industrial\u201d, se\u00f1ala el acad\u00e9mico UC y l\u00edder del proyecto, Dr. Francisco Melo.<\/p>\n
Estudios experimentales con ratones han evidenciado que cuando se extraen los genes y se mutan, s\u00f3lo una docena de prote\u00ednas son capaces de reparar el da\u00f1o del ADN. Existen m\u00faltiples da\u00f1os qu\u00edmicos asociados con el deterioro de la estructura de la doble h\u00e9lice, pero \u00bfc\u00f3mo logra un conjunto reducido de prote\u00ednas de 3 o 4 v\u00edas distintas de reparaci\u00f3n reconocer tal diversidad de da\u00f1os? \u201cHay un mecanismo com\u00fan de reconocimiento, donde las enzimas identifican la forma del ADN que se altera; no obstante, este proyecto se basa en la prote\u00edna MutS, que se especializa en reconocer cuando el ADN tiene un error de apareamiento bases\u201d, se\u00f1ala el acad\u00e9mico.\u00a0<\/p>\n
Lo interesante de esta enzima son sus aplicaciones comerciales. Una corresponde al mercado de la biolog\u00eda sint\u00e9tica. Una persona puede digitar en la computadora una secuencia de un gen de ADN, pero mientras m\u00e1s largo ese gen, mayor dificultad supondr\u00e1 sintetizarlo porque se producen errores. La identificaci\u00f3n de estos fallos consume tiempo, horas hombre y recursos. \u201cAl usar esta enzima, el proceso de s\u00edntesis secuestra el ADN que tiene errores por sobre del que no lo tiene, llegando a la s\u00edntesis de un gen fidedigno mucho m\u00e1s r\u00e1pido\u201d. Es un insumo para las empresas biotecnol\u00f3gicas que ofrecen s\u00edntesis de genes largos a bajo costo y que se enfrentan a un gran problema hoy en d\u00eda: las \u00fanicas prote\u00ednas patentadas unen casi con la misma fuerza el ADN da\u00f1ado y el normal, con lo cual no se logra una diferenciaci\u00f3n \u00f3ptima del ADN que contiene errores. \u201cImag\u00ednate que tenemos un juego de legos con muchas piezas defectuosas, que no se ensamblan bien. Estamos haciendo un producto para que las piezas de los legos se ensamblen bien, a fin de que se puedan hacer construcciones m\u00e1s sofisticadas y m\u00e1s grandes\u201d, explica el l\u00edder del proyecto.\u00a0<\/p>\n
\u00a0\u201cLo que queremos hacer es implementar cambios en esta prote\u00edna y generar una variante que reconozca con mucha m\u00e1s fuerza el ADN da\u00f1ado que el normal, de esta manera, con poca prote\u00edna puedo lograr lo que hoy se consigue con mucha prote\u00edna. Esto cumple con los criterios de patentabilidad y protecci\u00f3n de propiedad intelectual porque es novedoso, no es obvio y agrega valor, es decir, mejorar una aplicaci\u00f3n comercial que ya existe\u201d.<\/p>\n
El segundo \u00e1mbito de aplicaci\u00f3n es el de la medicina personalizada. Hay muchas enfermedades complejas que no se deben a una mutaci\u00f3n puntual en un gen sino a un polimorfismo, es decir, variaciones en diferentes genes que son frecuentes de ocurrir en una poblaci\u00f3n. Si bien hay muchos grupos investigando c\u00f3mo estos polimorfismos inciden en el riesgo de padecer diabetes, Alzheimer, infarto al miocardio, no existe un examen com\u00fan para todas enfermedades; por el contrario, se analiza el material gen\u00e9tico de forma individual. \u201cEn ese proceso de identificaci\u00f3n de los polimorfismos de la variable gen\u00e9tica, si seleccionas la zona del ADN que quieres medir y separas las hebras maternas y paternas y las mezclas, cuando se forma el ADN nuevo se produce un error de apareamiento base, el cual puede ser detectado por la nueva prote\u00edna que queremos producir. Hoy en d\u00eda se gasta mucho dinero en secuenciar y leer ADN normal. Si uso la prote\u00edna MUTS mejorada como un filtro para enriquecer las muestras de ADN de un paciente que tienen polimorfismos, podr\u00e9 leer mucho m\u00e1s informaci\u00f3n de los polimorfismos que la informaci\u00f3n que no me interesa\u201d. Nuevamente, la prote\u00edna servir\u00eda como insumo para obtener mejores resultados en el an\u00e1lisis de tipificaci\u00f3n gen\u00e9tica de la medicina personalizada.\u00a0<\/p>\n
El tercer uso de esta prote\u00edna es para industrias dedicadas a la manufactura de biomol\u00e9culas, es decir, aquellas que generan c\u00e9lulas mediante ingenier\u00eda metab\u00f3lica. \u201cCuando tienes una c\u00e9lula modificada que produce una mol\u00e9cula con valor agregado, quieres que esa cepa sea lo m\u00e1s estable posible a lo largo del tiempo, que no sufra variabilidad gen\u00e9tica. Si introduces MutS mejorada podr\u00edas tener una cepa que dure estable mucho tiempo m\u00e1s\u201d, explica el acad\u00e9mico.<\/p>\n
Es un proyecto tecnol\u00f3gico, donde esperamos tener una mol\u00e9cula novedosa, diferente, mejorada para las dos primeras aplicaciones mencionadas\u201d. El profesor Melo tendr\u00e1 una participaci\u00f3n activa a nivel de bioinform\u00e1tica. \u201cActualmente tenemos resuelta la estructura de la prote\u00edna MutS con ADN da\u00f1ado, queda por identificar los amino\u00e1cidos de la prote\u00edna que debi\u00e9semos tener que modificar y sofisticar la construcci\u00f3n de las variantes\u201d.\u00a0<\/p>\n
El equipo de trabajo estar\u00e1 integrado por Juan Jos\u00e9 Cifuentes y Rodrigo De la Iglesia como coinvestigadores, Pamela Villouta estar\u00e1 a cargo de la producci\u00f3n de estas mol\u00e9culas y de los ensayos in vitro e in vivo y, Constanza Guerra, estudiante de pregrado, colaborar\u00e1 en la producci\u00f3n de las variantes de la prote\u00edna para hacer las pruebas de ensayo.<\/p>\n
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