Un Nuevo Método Para Identificar Genes Relacionados al Envejecimiento

Investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte han desarrollado un nuevo método para determinar cuáles genes son importantes en el proceso de envejecimiento. El estudio fue realizado en un organismo usado ampliamente como modelo para investigación genética y biológica, aunque los resultados tienen importancia en el campo general de genética del envejecimiento.

“Hay muchos genes de los cuales no sabemos su función, particularmente en relación al envejecimiento,” dijo Adriana San Miguel, autora correspondiente del artículo y profesora asistente de Ingeniería Química y Biomolecular en la Universidad Estatal de Carolina del Norte. “Una de las razones es que este problema tiene una dificultad técnica en particular: para cuando sabes si un organismo vivirá por mucho tiempo, éste ha envejecido y ya no es capaz de reproducirse. Pero las técnicas que usamos para estudiar genes requieren que trabajemos con animales capaces de reproducirse, así podemos estudiar el rol de genes específicos en generaciones subsecuentes.

“Para hacer el proceso más rápido, queríamos encontrar una forma de identificar genes que pueden ser importantes para el envejecimiento, cuando los animales aún son lo suficientemente jóvenes para poder trabajar con ellos.”

En este trabajo, los investigadores se enfocaron en una especie de nemátodo llamado C. elegans, el cual es uno de los organismos modelo más importantes en las áreas de genética y envejecimiento. Específicamente, los investigadores se enfocaron en agregación de proteínas dentro de las células, lo cual está bien establecido como un marcador de envejecimiento.

El método para identificar genes que pueden ser relevantes al envejecimiento funciona de la siguiente manera.

Primero, los investigadores exponen a miles de C. elegans a un químico que induce mutaciones genéticas al azar. Los investigadores después usan in sistema automatizado de alto rendimiento que les permite identificar cuáles nemátodos tienen niveles altos de agregados de proteínas dentro de sus células, sin dañarlos y cuando todavía pueden reproducirse. Los nemátodos que tienen niveles altos de agregados de proteínas, los cuales se espera que vivirán menos, se separan del resto de la población usando el sistema de microfluídica automatizado, y luego son analizados para ver cuánto tiempo viven.

Una vez que los nemátodos mueren, los investigadores tienen información de niveles de agregación de proteína y esperanza de vida para cada organismo. A los nemátodos con los niveles más altos de agregación de proteína y con la vida más corta se les da prioridad para estudiarlos más a fondo, pues hay una probabilidad más alta de que sus mutaciones afecten el proceso de envejecimiento. Los investigadores después obtienen la secuencia del genoma de estos nemátodos.

“Una vez que tenemos la información genómica, podemos identificar las mutaciones en los C. elegans,” dice San Miguel. “ Y la información de agregación de proteínas y longevidad nos permite analizar qué mutaciones son las más relevantes al envejecimiento. Así podemos enfocarnos en el futuro en investigar esos genes en específico.”

Como prueba, los investigadores eligieron el nemátodo que mostró los niveles más altos de agregación de proteína para hacer secuenciación de genoma. Encontraron que tenía una mutación en un gen que no había sido asociado previamente con el envejecimiento.

“El siguiente paso es estudiar este gen más a fondo,” dice San Miguel. “¿Está participando en el proceso de envejecimiento? Y si sí, ¿cuál es su función?

“Creemos que el método que hemos demostrado en este artículo puede ser utilizado por otros investigadores para ayudar a encontrar genes de interés y acelerar el estudio de la genética del envejecimiento. Estamos muy abiertos a colaboraciones con otros investigadores interesados en trabajar en esta área.”

El artículo “Identifying C. elegans Lifespan Mutants by Screening for Early-Onset Protein Aggregation,” está publicado en la revista científica iScience, de Cell Press. El primer autor del artículo es Daniel Midkiff, ahora graduado del programa de doctorado de la Universidad Estatal de Carolina del Norte. El estudio fue realizado con apoyo del Instituto Nacional de Salud (NIH, R00AG046911)  y de la Fundación Nacional de Ciencia (NSF, R21AG059099) de Estados Unidos.