Cuando pensamos en el metabolismo de una célula, a menudo imaginamos las mitocondrias produciendo energía. Cuando pensamos en el núcleo, imaginamos el ADN, los genes y la información genética. Pero puede que esta separación no sea tan clara como parecía.
Un estudio del Centre de Regulació Genòmica (CRG), publicado en Nature Communications, ha identificado más de 200 enzimas metabólicas asociadas a la cromatina, la estructura que empaqueta y organiza el ADN dentro del núcleo. Muchas de estas enzimas son conocidas por su papel en procesos metabólicos, pero el estudio muestra que también pueden localizarse en el entorno nuclear.
La investigación apunta a que diferentes tipos celulares, tejidos y cánceres pueden presentar patrones propios de enzimas metabólicas dentro del núcleo. Los autores y autoras lo denominan una “huella metabólica nuclear”, una especie de firma que podría aportar nuevas pistas sobre la relación entre metabolismo, regulación del genoma y cáncer.
Puntos clave
- El CRG ha identificado más de 200 enzimas metabólicas asociadas a la cromatina.
- Estas enzimas representan más del 7% de las proteínas del “core chromatome” analizado.
- El patrón varía según el tipo celular, el tejido y el tipo de cáncer.
- El estudio sugiere una conexión entre metabolismo nuclear, regulación de la cromatina y respuesta al daño del ADN.
- Todavía no se sabe si todas estas enzimas son activas dentro del núcleo ni qué función concreta tienen.
Una presencia inesperada dentro del núcleo
Tradicionalmente, el metabolismo y la regulación del genoma se han estudiado como dos sistemas relacionados pero diferentes. El núcleo contiene el genoma, mientras que gran parte de la actividad metabólica de la célula tiene lugar en las mitocondrias y en el citoplasma.
Para este estudio, el equipo del CRG utilizó una metodología que permite aislar proteínas físicamente unidas a la cromatina. Con esta aproximación, analizaron 44 líneas celulares de cáncer y 10 tipos de células sanas procedentes de 10 tejidos diferentes. Los resultados muestran que las enzimas metabólicas son mucho más presentes en el entorno de la cromatina de lo que se esperaba.
Esto no significa necesariamente que todas estas enzimas hagan dentro del núcleo la misma función que hacen fuera. El propio artículo científico subraya que su actividad exacta todavía debe aclararse: podrían tener funciones metabólicas, reguladoras, estructurales u otras funciones no canónicas.
No todos los tumores muestran el mismo patrón
Una de las observaciones más destacadas es que estas enzimas no aparecen de la misma manera en todos los tipos de cáncer. Por ejemplo, las enzimas relacionadas con la fosforilación oxidativa —un proceso clave en la producción de energía celular— se encontraron más enriquecidas en la cromatina de células de cáncer de mama y menos presentes en muestras de cáncer de pulmón.
Esta diferencia sugiere que la localización nuclear de estas enzimas podría estar relacionada con la identidad del tejido o del tumor. Aunque el estudio no demuestra que esta huella permita predecir hoy la respuesta de un paciente a un tratamiento, sí abre nuevas preguntas sobre cómo el metabolismo, la cromatina y el cáncer pueden estar conectados.
Daño en el ADN y reparación
El estudio también explora la relación entre algunas enzimas metabólicas y la respuesta al daño del ADN. En concreto, el equipo estudió un grupo de enzimas que participan en la producción de componentes necesarios para la síntesis y reparación del ADN, y observó que se acumulan alrededor de la cromatina cuando el ADN sufre daños.
Este punto es relevante porque muchos tratamientos contra el cáncer provocan estrés genotóxico, es decir, daños en el material genético de las células tumorales. Si algunas enzimas metabólicas localizadas en el núcleo participan en la respuesta a este daño, esto podría ayudar a entender mejor cómo algunas células cancerosas responden a los tratamientos.
Durante estos experimentos, el equipo también observó que la localización es importante. La enzima IMPDH2 mostró comportamientos diferentes según si se encontraba en el núcleo o en el citoplasma: cuando se mantenía en el núcleo, ayudaba a preservar la estabilidad del genoma; cuando se confinaba en el citoplasma, afectaba a otras vías celulares.
¿Qué abre este descubrimiento?
El estudio ofrece un mapa amplio de proteínas metabólicas asociadas a la cromatina en células sanas y cancerosas. Según el artículo científico, esta presencia es extensa, varía según el tejido y podría estar vinculada a funciones no canónicas de estas enzimas dentro del núcleo.
A largo plazo, cartografiar la localización y la función de estas enzimas podría ayudar a identificar nuevos biomarcadores o vulnerabilidades en células tumorales. Pero antes habrá que determinar qué hace cada enzima, si todas son activas dentro del núcleo y cómo consiguen llegar hasta allí. Este último punto es una de las preguntas abiertas que destaca el CRG: muchas de estas enzimas son más grandes de lo que habitualmente se considera que puede atravesar el poro nuclear.
La investigación muestra, en definitiva, que el núcleo no es solo el lugar donde se guarda el ADN. También puede ser un espacio donde enzimas metabólicas, cromatina y respuesta celular al daño interactúan de una forma más estrecha de lo que se pensaba.
Kourtis, S., Gañez Zapater, A., Elbæk, C. et al. Native chromatome profiling reveals hundreds of metabolic enzymes in the nucleus across tissues. Nat Commun 17, 1655 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-69217-2
