Se estima que la ballena de Groenlandia ( Balaena mysticetus ) es el mamífero de vida más larga con una esperanza de vida posiblemente de más de 200 años. Su genoma y transcriptoma fueron secuenciados recientemente para ver si se podía identificar alguna pista sobre su longevidad.
Este es el alcance de lo que sabemos actualmente sobre el gen PCNA de la ballena de Groenlandia:
El antígeno nuclear de células proliferativas ( PCNA ) se duplica en las ballenas de Groenlandia con una copia que alberga cuatro cambios de residuos específicos del linaje. En base a los datos de RNA-seq mapeados al genoma, ambas copias de PCNA se expresan en músculo de ballena de Groenlandia, riñón, retina y testículo. Al mapear los residuos específicos del linaje en la estructura de PCNA en complejo con FEN-1, descubrimos una sustitución de aminoácidos (Q38H), que puede afectar la interacción entre PCNA y FEN-1. Una prueba subsiguiente de sitio de ramificación para la variación de presión selectiva reveló que una sustitución, D58S, puede haber sido seleccionada positivamente en el linaje de ballena de Groenlandia (con un puntaje de probabilidad posterior de 0.983). La duplicación de PCNA durante la evolución de la ballena de Groenlandia es de particular interés debido a su participación en la reparación del daño del ADN y la asociación con el envejecimiento, ya que sus niveles en el hígado de rata envejecido parecen relacionarse con la disminución de la tasa de proliferación celular.
De: información sobre la longevidad del genoma de la ballena de Groenlandia.
PCNA es una pinza de ADN implicada en el control de la replicación de ADN eucariota y también desempeña un papel clave en la vía de respuesta al daño del ADN. Básicamente, el gen PCNA se duplicó en el genoma de la ballena y cada una de las copias difiere ligeramente entre sí.
Estos dos genes de PCNA (llamémoslos PCNA-1 y PCNA-2) se expresan diferencialmente en los diversos tejidos de la ballena de Groenlandia, con PCNA-1 que tiene una expresión global más alta:
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Aquí hay una alineación de los dos genes de PCNA de ballena cabeza de ballena en comparación con la secuencia de PCNA humana (extraída del recurso del genoma de la ballena Bowhead):
Aquí, he resaltado los residuos que son diferentes en las dos proteínas PCNA de la ballena de Groenlandia con respecto a la PCNA humana. PCNA-1 carece de los residuos 186-198 (amarillo) y difiere en la posición 223 (serina -> prolina, rojo). PCNA-2 también contiene esta sustitución S223P, y tiene 5 residuos adicionales que son diferentes en comparación con PCNA-1 y PCNA (rojo). Los autores ya han discutido los efectos de dos de estas sustituciones en PCNA-2, Q38H y D58S, y cómo pueden afectar las interacciones de PCNA con otras proteínas reguladoras del ADN.
Sin embargo, dado que PCNA-1 está más expresado que PCNA-2, estoy más interesado en la deleción 186-198 y la sustitución S223P que está presente en ambos. Veamos dónde se encuentran estos residuos en PCNA humana:
PCNA puede ensamblarse en un complejo trimérico alrededor de la doble hélice de ADN (izquierda), y cada uno de los monómeros se indica en diferentes colores. A la derecha, tenemos un primer plano de uno de los monómeros, con los diferentes residuos resaltados en amarillo y rojo (el mismo esquema de color que la alineación). Imagen hecha de PDB: 1VYM.
Los residuos 186-198 (amarillo y flecha) forman un asa y parte de una lámina beta en PCNA humano. La ausencia de estos residuos en PCNA-1 es interesante, ya que podrían afectar cómo la PCNA-1 de ballena de Groenlandia interactúa con otras proteínas. Ser223 (rojo y flecha) que se sustituye por prolina en PCNA-1, está presente en un bucle en PCNA humano, por lo que esta sustitución puede no alterar significativamente la estructura de PCNA de ballena de Groenlandia.
En general, plantearía la hipótesis de que si PCNA desempeña un papel en la longevidad de la ballena de Groenlandia, sería en forma de una mejor respuesta al daño del ADN.
Fuentes:
- El transcriptoma de la ballena de Groenlandia Balaena mysticetus revela adaptaciones del mamífero más longevo
- Información sobre la longevidad del genoma de la ballena de Groenlandia.
