Ortega AD, Takhaveev V, Vedelaar SR, Long Y, Mestre-Farràs N, Incarnato D, Ersoy F, Olsen LF, Mayer G, Heinemann M

A synthetic RNA-based biosensor for fructose-1,6-bisphosphate that reports glycolytic flux.

Cell Chem Biol. 2021 Apr 22:S2451-9456(21)00161-6

DOI: 10.1016/j.chembiol.2021.04.006

RESUMEN

En muchos tumores coexisten células con distinto fenotipo metabólico, lo que les permite eludir la acción de fármacos dirigidos contra el metabolismo tumoral. El desarrollo de sensores basados en RNA de metabolitos intracelulares es una estrategia prometedora para abordar los problemas que provoca esta heterogeneidad metabólica. Una ventaja de estos sensores es que podemos seleccionar RNAs in vitro (denominados aptámeros) que se unen específicamente a cualquier molécula de interés, abriendo la posibilidad de generar sensores a la carta. Sin embargo, la dificultad que conlleva convertir un aptámero seleccionado in vitro en un sensor funcional in vivo hace que los únicos sensores de metabolitos intracelulares disponibles actualmente estén generados a partir de dominios de RNA bacterianos (riboswitches) que se unen a un número limitado de metabolitos de forma natural. La disponibilidad limitada de estos elementos de RNA naturales restringe el desarrollo de sensores con nuevas especificidades. En este trabajo, hemos desarrollado un sensor de RNA sintético para la detección de fructosa-1,6-bisfosfato (FBP), un metabolito de la glucolisis cuya concentración intracelular correlaciona con el flujo a través de esta vía. El sensor consiste en un aptámero de FBP fusionado a una ribozima con actividad RNAsa, de forma la unión de FBP al aptámero regula la actividad de la ribozima y ésta, por su parte, la expresión de una proteína fluorescente (GFP). De esta manera, el sensor produce una señal cuantitativa que refleja el flujo glucolítico en células individuales. Con este trabajo mostramos que es posible generar sensores intracelulares a la carta utilizando como dominio sensor aptámeros de RNA seleccionados in vitro.