Avanzan en la investigación de los genes con pauta de lectura corta

Un grupo de investigación del Centro Andaluz de Biología del Desarrollo (CABD), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), de la Universidad Pablo de Olavide (UPO) y de la Junta de Andalucía, avanza en el estudio de los genes con pauta de lectura corta, (small open Reading frame genes, smORFs) gracias la identificación del péptido Pegasus como un nuevo elemento en la vía de difusión de la proteína Wingless (Wg), una de las moléculas de señalización celular más importante para el desarrollo animal e implicada en varios tipos de cáncer.

De izquierda a derecha, Emile Magny, Ana Platero y Juan Pablo Couso.

Tomando como organismo modelo Drosophila melanogaster (mosca de la fruta), el equipo dirigido por Juan Pablo Couso es pionero en la identificación y clasificación de estos pequeños genes, demostrando que algunos de ellos tienen relevantes funciones como reguladores de la contracción muscular o de procesos relacionados con el sistema inmune. “Los smORFs son una enigmática clase de genes que codifican pequeños péptidos (proteínas de menos de 100 aminoácidos) y apenas en la última década hemos descubierto que decenas de miles de estos genes pueden existir en cada genoma animal, lo que desafía las ideas aceptadas sobre el potencial de nuestros genomas”, explica el investigador Emile Magny y miembro del equipo del CABD, quien añade que la función de la gran mayoría de estos genes aún se desconoce.

Reconstrucción lateral del ala de mosca en desarrollo mostrando como Peg (en verde) se secreta fuera de las células que lo expresan (rojo), y se une a Wg (en morado).

El estudio, publicado en la revista Nature Communications, ha contado con la utilización de novedosas técnicas de edición génica basadas en CRISPR-Cas9 y microscopia confocal in-vivo para averiguar la función del pequeño péptido Pegasus (de tan solo 80 aminoácidos), que funciona durante el desarrollo del ala de Drosophila ayudando a la difusión y señalización de la proteína Wingless. “Esta investigación demuestra la importancia que pueden tener las pequeñas proteínas codificadas por los smORFs y, por lo tanto, la necesidad de estudiarlas más cuidadosamente”, afirma Emile Magny.

Por otro lado, este trabajo también contribuye a clarificar el modo de acción de Wg en el contexto del desarrollo del ala, el cual, cabe señalar, ha servido como modelo para elucidar los componentes moleculares de numerosas vías de señalización celular. Así, el grupo de investigación ha identificado el papel del pequeño péptido Peg que se requiere para poder inducir correctamente los órganos sensoriales (quetas) que decoran el margen del ala de estos insectos.

Otra de las aportaciones de este estudio es la identificación de un gen homólogo de vertebrados (en este caso, de pez cebra) que puede funcionar de manera muy similar al péptido Peg de moscas, demostrando que esta regulación de la difusión de Wg por un pequeño péptido podría estar evolucionariamente conservada, abriendo la posibilidad de utilizar estos pequeños péptidos como posibles avenidas terapéuticas en aflicciones que involucren esta importante vía de señalización celular.

Referencia bibliográfica:

Emile G Magny, Ana I Platero, Sarah A Bishop, Jose I Pueyo, Daniel Aguilar-Hidalgo y Juan Pablo Couso. Pegasus, a small extracellular peptide enhancing short-range diffusion of Wingless. Nature Communications. DOI: 10.1038/s41467-021-25785-z .