Según la investigación realizada en la Universidad de Utah, el gen Arc, podría ser importante para el almacenamiento de información duradera en el cerebro de mamíferos, mediar varias formas de plasticidad sináptica e implicarse en trastornos del neurodesarrollo. El gen Arc codifica para una proteína con un papel vital en la plasticidad sináptica, proceso biológico que permite al cerebro cambiar y adaptarse a la nueva información. La alteración de la proteína se ha relacionado con diversos trastornos neurológicos, como el Alzhéimer o la esquizofrenia.

Una de las funciones conocidas de Arc es regular el transporte de receptores del glutamato y mantener sus niveles en la superficie de las neuronas en respuesta a la actividad neuronal. Sin embargo, hasta ahora, se sabía poco sobre la función molecular de Arc y sus orígenes evolutivos.

En este artículo publicado en Cell, los investigadores mostraron que Arc podía autoensamblarse en cápsidas similares a virus que encapsulan ARN e integrar su propio ARN mensajero. Las proteínas Arc son liberadas de las neuronas como vesículas extranucleares que cargan el ARN mensajero que codifica para el propio Arc y median la transferencia del mismo a otras células, donde finalmente es traducido a proteínas.

La proteína Arc endógena se libera de neuronas en vesículas extracelulares que median en la transferencia del ARNm de Arc a nuevas células diana, donde puede someterse a una traducción dependiente de la actividad. Las cápsides de arco purificadas se endocitan y pueden transferir ARNm de arco al citoplasma de las neuronas.

Estos resultados muestran que Arc podría derivar de proteínas de origen viral cuya función ha sido redirigida a otros procesos biológicos. Así, Arc muestra las mismas propiedades funcionales que las proteínas Gag retrovirales, tanto en aspectos estructurales que pueden intuirse a partir de su secuencia, como en aspectos bioquímicos.

Estos hallazgos sugieren una nueva ruta de señalización y comunicación entre neuronas similar al proceso por el que los virus infectan las células. Asimismo, los investigadores comentan que los retroelementos de Gag han podido mediar la comunicación intercelular en el sistema nervioso.


Investigación original: “The Neuronal Gene Arc Encodes a Repurposed Retrotransposon Gag Protein that Mediates Intercellular RNA Transfer” by Elissa D. Pastuzyn, et al. in Cell. Published online January 11 2018 doi:10.1016/j.cell.2018.12.024