Reprogramación del splicing alternativo de genes asociados a cáncer de mama

El splicing alternativo es un proceso que modula la expresión génica y contribuye en la diversidad proteica. Sin embargo, se han observado que alteraciones en el splicing alternativo de algunos genes promueve el desarrollo de isoformas oncogénicas en cáncer de mama. Debido a que el cáncer de mama es la neoplasia más frecuente en mujeres y la primera causa de muerte por cáncer. El presente trabajo analiza la expresión de isoformas involucradas en la progresión tumoral y considera ideal el uso de oligonucleótidos antisentido como tratamiento contra cáncer de mama. La información revela que la desregulación de los genes BirC5 y KLF6 se asocia a la inhibición de la muerte celular y metástasis. Además, la existencia de terapias que utilizan oligonucleótidos antisentido es una realidad, tal es el caso del tratamiento utilizado en la atrofia muscular espinal, que ha brindado excelentes resultados a los pacientes que sufren de esta enfermedad.

Regulación global mediada por los sistemas GacS/GacA y Rsm/Csr en Pseudomonas syringae pv. phaseolicola y su impacto en el ciclo de vida de la bacteria

Diversas bacterias fitopatógenas muestran una expresión génica diferencial por temperatura, siendo igualmente este factor determinante en la progresión de enfermedades en planta. P. syringae pv. phaseolicola (Pph), agente causal de la grasa de la judía, sintetiza la fitotoxina faseolotoxina a 18 ºC, pero no a 28 ºC. La regulación de los genes implicados en la producción de esta toxina es compleja, y depende del sistema de reguladores globales GacS/GacA. Este sistema regula otros genes de virulencia en diversos patovares del complejo P. syringae mediante la inducción de pequeños ARNs (sARN), que se unen a las proteínas Rsm y modulan su función. Las proteínas Rsm son reguladores de la expresión génica a nivel postrancripcional y participan en la regulación de fenotipos muy diversos en muchas bacterias. Esto sugiere que, además de su posible papel en la regulación de otros fenotipos mediados por GacS/GacA en Pph, las proteínas Rsm estén implicadas en la regulación de la biosíntesis de faseolotoxina por temperatura. Para el desarrollo de esta Tesis, se planteó la obtención de diversos mutantes en los diferentes genes que codifican para proteínas Rsm. En concreto, Pph contiene siete genes rsm, tres de ellos localizados en el plásmido A (p1448A-A) de Pph 1448A, por lo que, para la construcción de un mutante en estos genes, se abordó la obtención de un derivado curado de este plásmido, ΔpA, permitiendo marcar el primer objetivo de esta Tesis, (1) evaluar la contribución del p1448A-A al ciclo de vida de la bacteria y a la virulencia. p1448A-A contiene 11 genes de efectores del sistema de secreción de tipo III, algunos localizados en una isla de patogenicidad (PAI). El resto de objetivos que se propusieron en esta Tesis fueron 2) la influencia de las proteínas Rsm en la regulación de fenotipos mediados por GacA, y 3) la identificación del regulón de GacS/GacA a 18 y a 28 ºC.

Expresión génica en células de granulosa bovinas de folículos en crecimiento

Objetivo. Comparar la expresión génica en células de granulosa de folículos en crecimiento en dos diferentes especies de bovinos (búfalos y vacas). Materiales y métodos. El RNA obtenido de las células de granulosa de 10 vacas y búfalas vacías fue secuenciado con Novaseq y se analizó la expresión génica diferencial usando EdgeR en Bioconductor y su función de acuerdo con los términos de ontología génica Resultados. El análisis de expresión diferencial mostró grandes diferencias entre las especies, fundamentalmente, la poca participación de los genes asociados a los fenómenos reproductivos del desarrollo folicular, poniendo de manifiesto la importancia del control paracrino del ovario. Se encontró que, entre búfalos y vacunos, no hay correspondencia en la expresión génica de los estados fisiológicos evaluados y aunque se pudieron identificar 6137 genes que tienen expresión diferencial entre las dos especies, no se encontró significancia en genes asociados directamente sobre el desarrollo folicular. Conclusiones. Cada especie tiene su forma de realizar el mismo proceso, aunque son evidentes las diferencias en la expresión de genes asociados a la fosforilación oxidativa. Se requieren nuevas formas de analizar los resultados para poder entender el significado biológico de los hallazgos.

Bases moleculares de los mecanismos epigenéticos

La definición de epigenética más común se desprende de su propio término: “epi” (sobre, arriba, más allá) y “genético” (secuencia de ADN), refiriéndose a una capa de información que existe más allá de la codificada en la secuencia del ADN, lo que hace que el genoma funcione de manera distintiva en diferentes tipos de células.La definición abarca todas las modificaciones de cromatina y ADN, y otros reguladores de la transcripción que actúan en el contexto de la cromatina. Estos mecanismos epigenéticos, que incluyen la metilación del ADN, la modificación de histonas y los procesos mediados por ARNs no codificantes (ARNnc), establecen un balance que regula la expresión génica de modo de canalizar la identidad de los distintos tipos celulares. Su disrupción puede desencadenar varias patologías, como el cáncer o la diabetes.En esta charla haré una revisión de los conceptos básicos de la epigenética. Su historia, aspectos moleculares, metodologías de estudio y su rol en el desarrollo y la enfermedad, con especial énfasis en la obesidad y la diabetes tipo 2. Comenzaré con una definición de epigenética y su contexto histórico. Se describirán los estados de la cromatina que son representativos de la actividad génica, eucromatina y heterocromatina, como así también los mecanismos involucrados en la estabilidad de la cromatina, la regulación génica, el silenciamiento transcripcional y la reversibilidad de la metilación del ADN y las modificaciones de histonas. Se introducirán los conceptos de la regulación mediada por ARNnc. Mencionaré los avances en las tecnologías de estudio de la epigenética y su impacto sobre el conocimiento del epigenoma. Se discutirá el rol de la epigenética en el desarrollo de enfermedades, y cómo la predisposición genética, el envejecimiento y varios factores ambientales, entre ellos la dieta y la actividad física, interactúan con (e impactan en) el epigenoma humano.

Juveniles de jurel de Castilla, Seriola dorsalis alimentados con dietas con sustitución parcial a total del aceite y harina de pescado

Este estudio tuvo como objetivo evaluar el efecto de la sustitución parcial a total de la harina de pescado (FM) y el aceite de pescado (FO) de las dietas formuladas para el jurel de Castilla (Seriola dorsalis), utilizando harina de subproductos avícolas (PBM) como la principal fuente de proteína, y sebo de res como principal fuente de grasa suplementado con aceite de microalgas de Schizochytrium sp. Se formularon cuatro dietas experimentales isoproteicas (45.0% de proteína cruda) e isolipídicas (12.0% de grasa cruda), con base en los requerimientos nutricionales del jurel de Castilla. Se añadió colesterol para compensar su contenido en el FO. También se agregaron lisina y metionina para compensar su falta en el PBM. Se incorporó adicionalmente la harina de microalgas para alcanzar niveles similares de DHA que los presentes en FM y FO. Los juveniles de S. dorsalis se distribuyeron aleatoriamente (180 con 14.54 g ± 0.19 g, media ± SE) en 12 tanques de 500 L cada uno. Los cuales estaban conectados a un sistema de recirculación. Después de 48 días de experimentación, no se observaron diferencias significativas en el rendimiento. Se concluye que el PBM puede reemplazar eficientemente a FM y FO en dietas para S. dorsalis sin ningún impacto negativo, donde la combinación de ácidos grasos contenida en el reemplazo total favoreció el uso de grasas como fuente de energía si se enriquece con DHA. Sin embargo, será interesante estudiar la expresión génica dentro del eje de crecimiento para comprender mejor el papel del crecimiento en peso en comparación al crecimiento en longitud.

Caracterización in silico y análisis de la expresión expresión génica de proteínas abundantes en la embriogénesis tardía de Agave tequilana Weber var. azul

Conocimiento previo/especie: Agave tequilana Weber var. azul es un importante cultivo en México, utilizado para la producción de tequila. Muchas especies de Agave son tolerantes a condiciones áridas. Sin embargo, las bases moleculares de los mecanismos seleccionados en los agaves para confrontar el estrés abiótico, no han sido descritas. Hipótesis: Las proteínas abundantes en la embriogénesis tardía (LEAPs), una superfamilia asociada a las respuestas ante el estrés abiótico en plantas, son un elemento clave en las respuestas de los agaves ante ambientes áridos. Métodos: Datos transcriptómicos de A. tequilana fueron utilizados para realizar análisis in silico e identificar genes que codifican Agave LEAPs. Comparamos sus características estructurales y su similitud/divergencia con LEAPs de otras plantas, utilizando bioinformática. La abundancia de los transcritos de AteqLEAP en órganos vegetativos y en respuesta a altas temperaturas fue determinada mediante qRT-PCR. Resultados: Identificamos tres AteqLEAPs estructuralmente diferentes. Las AteqLEA_5Bs muestran similitud (relativamente baja) con LEAPs conocidas como “atípicas” (LEA_3) y exhiben, inesperadamente, altos niveles de expresión constitutiva en hojas. Los transcritos de AteqLEA_5C (LEA_2) mostraron baja expresión en todos los órganos analizados. Dos isoformas de AteqDHN tipo SK3 muestran el típico desorden estructural e hidrofilicidad de las dehidrinas y son altamente expresadas en hojas no desarrolladas, meristemo vegetativo y tallo (piña). Conclusiones: Las AteqLEAP_5B parecen tener un papel protector preventivo en las hojas fotosintéticas plenamente funcionales; mientras que las AteqDHNs parecen proteger tejidos en proceso de diferenciación como meristemos y hojas en desarrollo; así como tejidos de almacenamiento, como el tallo del agave.

Identificación y caracterización de eventos de lectura de codones de parada a nivel genómico en Drosophila melanogaster

Para que las células funcionen correctamente, la información génica debe expresarse fielmente en ARN o proteínas. Un paso clave en la expresión génica es la traducción de ARNm a proteína, donde el reconocimiento de uno de los tres codones de parada (TAA, TGA o TAG) por la maquinaria traduccional es esencial para terminar la traducción en la posición correcta, y garantizar la función de la proteína sintetizada. Sin embargo, en determinadas ocasiones, los ribosomas pueden ignorar el codón de terminación y en cambio recodificarlo continuando la traducción en la región 3' UTR, incorporando aminoácidos hasta que la maquinaria ribosomal reconoce un codón de parada posterior. En consecuencia, se sintetizan nuevos productos polipeptídicos extendidos en su extremo C-terminal que pueden adquirir un nuevo dominio funcional. Esta ausencia de reconocimiento del codón de terminación se denomina lectura del codón de parada (denotado en adelante como LCP). Aunque existe evidencia de proteínas funcionales derivadas de eventos de LCP en diversos genomas, aún se desconocen ampliamente las condiciones que inducen este fenómeno. Por esta razón, se ha discutido la presunción de que la LCP puede constituir un error de decodificación en la traducción, debido a errores moleculares en un entorno regulador que conducen a la expresión de diferentes isoformas de proteínas. No obstante, recientes experimentos en eucariotas sugieren que los eventos de LCP son algo más generalizados de lo que se suponía previamente, y que podrían estar regulados. En este sentido, varios autores han propuesto que la LCP podría ocurrir por la acción programada de componentes moleculares específicos, aún no identificados; generando la hipótesis que la LCP es un mecanismo para ampliar la diversidad de los proteomas. Por otro lado, las nuevas tecnologías de secuenciación han puesto de manifiesto algunas dificultades del proceso de anotación genómica. En este sentido, se ha detectado una considerable cantidad de eventos de traducción en regiones previamente consideradas no codificantes, tanto en las extensiones de marcos de lectura por LCP, como en la traducción de pequeños marcos de lectura en los 5' UTRs. Muchos de estos péptidos no convencionales descubiertos conllevan estructuras génicas que aguardan clasificación, y cuestionan la anotación existente de muchos genes conocidos. Al respecto, una anotación eficiente requiere no sólo el registro de nuevos elementos funcionales, sino además corregir la delimitación imprecisa de muchos ORFs conocidos. En esta tesis se realizó una identificación exhaustiva de eventos de LCP en el transcriptoma de D. melanogaster mediante la evaluación de perfiles de densidad ribosomal, construidos a partir de datos públicos derivados del secuenciamiento de los fragmentos transcriptómicos protegidos por ribosomas (Ribo-Seq). Además, se realizó una estimación de la tasa de fuga ribosomal asociada a cada evento de LCP identificado. Con base en la identificación de miles de eventos de LCP, se realizó una caracterización estadística de la frecuencia de uso de nucleótidos en la región proximal al codón de parada en cada transcripto. La asociación de estas dos informaciones a través de un modelo de regresión lineal, permitió dilucidar que el contexto de nucleótidos es un factor molecular determinante en la regulación de la terminación eficiente de la traducción. Este análisis permitió inferir la existencia de patrones que funcionan a modo de señal para la ocurrencia de la LCP. Estos son dependientes de cada codón de parada, sugiriendo la existencia de al menos dos mecanismos que alteran el proceso de terminación traduccional. Estos resultados son también evidencia de que la LCP no constituye un mero error de decodificación, sino que responde a la presencia de factores moleculares programados para la expresión diferencial de productos génicos de baja abundancia. Más allá de contribuir a la mejora en la anotación genómica de la mosca de la fruta, esta tesis profundiza en el conocimiento de los mecanismos que regulan la LCP y proporciona un avance en la comprensión de la expresión génica. En particular, este conocimiento puede ampliar el potencial de las estrategias terapéuticas para patologías genéticas causadas por mutaciones sin sentido, como la fibrosis quística.

Pectobacterium carotovorum: agente fitopatógeno causante de la pudrición blanda en la papa (Solanum tuberosum)

La papa (Solanum tuberosum) es un tubérculo de importancia a nivel mundial; es el cuarto cultivo de interés agronómico en términos de producción y área cultivada después del arroz (Oryza sativa), el maíz (Zea mays) y el trigo (Triticum aestivum). Pectobacterium carotovorum es un agente fitopatógeno de la papa que causa la podredumbre blanda del tubérculo, y es considerada como la enfermedad poscosecha más importante, pues genera grandes pérdidas económicas a nivel del almacenamiento. El presente documento pretende dar un esbozo de la biología del patógeno, los métodos existentes para la detección de dicho agente, la descripción del quorum sensing como mecanismo de la regulación de la expresión génica de sus factores de virulencia, el mecanismo de acción del patógeno, el proceso infectivo y los métodos actuales de control.

EXPRESIÓN GÉNICA DURANTE EL PROCESO DE INFECCIÓN DE Colletotrichum truncatum (SCHWEIN.) EN PAPAYA MARADOL

Colletotrichum truncatum (Schwein.) es uno de los hongos patógenos causantes de antracnosis en papaya (Carica papaya L.). El objetivo de este estudio fue determinar los cambios en la expresión de genes relacionados con la patogenicidad de C. truncatum en su interacción con hojas de papaya Maradol. Las esporas del hongo se inocularon en hojas escindidas; se analizaron muestras de tejidos inoculados al inicio (0 h) y a las 2, 6, 16, 20, 24, 48, 60, 72, 96 y 120 h después de inoculación (hdi). Se determinó la expresión relativa de los genes quitina sintasa (CHS1), β-1-3 glucano sintasa (GLS1) y cutinasa (CUT1) respecto al tiempo. El gen CHS1 se expresó de manera permanente y alcanzó su máximo nivel de expresión a partir de las 2 hdi; el perfil de expresión del gen GLS1 coincidió con el de CHS1 al inicio de la infección, pero al final de la misma (120 hdi) la expresión de GLS1 volvió a aumentar significativamente. La expresión del gen CUT1 se consideró tardía porque el máximo se alcanzó a las 120 hdi. Estos genes se relacionan con la producción de estructuras de infección y desarrollo del patógeno en hojas de papaya Maradol durante la infección. Los resultado sugieren que la síntesis de quitina y β-1-3 glucanos se asocia con la etapa de producción de estructuras de infección (apresorios, hifas de infección, conidios y acérvulos) y que la función de la cutinasa es posterior, posiblemente durante la lisis de la cutícula del hospedante.

Asociación entre el “food craving” y los genes del gusto en personas con obesidad

El “food craving” (FC) es un deseo incontrolable por ingerir alimentos en específico, se activa durante la fase de abstinencia de alimentos azucarados, salados y grasos. Se ha encontrado que se relaciona con obesi-dad (OB) y con trastornos del comportamiento de la alimentación, además de ser un factor negativo para la adherencia al tratamiento de la OB. Los Food Cravings Questionnaires Trait (T-rasgo) y State (S-estado) son instrumentos validados, que miden rasgo-estado, son confiables, y con consistencia interna alta (ɑ>0,90). El objetivo de esta investigación fue analizar diferencias entre sujetos normopeso (NP) y OB, en puntajes del FCQ Trait y State, y en la expre-sión génica de DRD2, TAS1R2, TAS1R3 y el TAS2R43. Se trató de un estudio correlacional, transversal de casos y controles, muestreo no probabilístico, y a conveniencia; con 20 sujetos NP y 20 sujetos OB, de ambos sexos entre 18-45 años, residentes de la Ciudad de México y del Estado de México. Se evaluaron el IMC, el FC y la expresión génica. Se encontraron diferencias significativas (p<0,05) en expresión relativa del TAS1R2, y correlación positiva entre el FCQ y expresión del TAS1R2 en OB; también se encontró que el FCQ-T y FCQ-S pre-dicen la expresión génica de TAS1R2 y TAS2R43 en hombres, y en mujeres del TAS1R2, TAS2R43 y el DRD2. Esta investigación ayuda a comprender la asocia-ción del FC, con el receptor del gusto dulce (TAS1R2), evidenciando el enlace con componentes moleculares, y su posible relación con adicción a alimentos azucarados.