Análisis de expresión y función del gen def-8 en modelos vertebrados

Abstract

El estudio de nuevos genes que codifican proteínas asociadas a procesos metabólicos tiene un gran impacto en el entendimiento del funcionamiento de los organismos y las enfermedades producidas asociadas a la falla de estos procesos en las células. Dentro de esta diversidad de procesos metabólicos, la autofagia es uno de los principales mecanismos de generación de energía para la célula, provocando la degradación de componentes disfuncionales o no necesarios para la célula. A pesar décadas desde su primera descripción en levaduras, el control genético la autofagia y sus componentes están todavía en estudio. El propósito de esta tesis fue dilucidar la función del gen Def8 y su perfil de expresión, en un perfil de tráfico vesicular involucrado en la formación del autofagosoma en un contexto de macroautofagia. Para ello estudiamos Def8 en dos modelos animales que tuvieran un alto porcentaje de identidad de genoma con humano, como lo es el caso de Mus musculus (92,41%) y Danio rerio (70,97%). En ratón, se escrutó localización especifica de Def8 en cortes de cerebro en conjunto con marcadores neuronal (NeuN) y astrocítico (GFAP). De manera complementaria, el pez cebra se utilizó como modelo para la generación de una ganancia y una pérdida de función del gen def8, mediante expresión de una forma humana de DEF8 y con el uso de edición de genomas, respectivamente. Nuestros datos indican que Def8 se expresa en neuronas de ratón, y colocaliza con el marcador NeuN tanto en la corteza como el hipocampo murino. Por otro lado, en pez cebra la ganancia de función del gen DEF8 demostró una tendencia al aumento del número de LC3b, un marcador de vesícula autofágica, en las blastulas de pez cebra. En cambio, la pérdida de función no demostró cambios fenotípicos evidentes en embriones con sistema nervioso formado. Paralelamente se realizó un estudio bioinformático generando una red de genes co-expresados con def8 (Danio rerio) extraídos de múltiples experimentos de RNAseq, la que sugiere que def8 presenta co-expresión con diversos genes asociados a procesos neuronales. En conclusión, mostramos la localización de Def8 en neuronas de cerebros de ratón y se analizó posibles efectos de una ganancia de función de DEF8 en los embriones de pez cebra. Los análisis bioinformáticos demostraron que los genes que se co-expresan con def8 presentan genes ortólogos en humano y ratón. En conjunto esto datos sugieren que el gen def8 podría presentar su función en neuronas.

El estudio de nuevos genes que codifican proteínas asociadas a procesos metabólicos tiene un gran impacto en el entendimiento del funcionamiento de los organismos y las enfermedades producidas asociadas a la falla de estos procesos en las células. Dentro de esta diversidad de procesos metabólicos, la autofagia es uno de los principales mecanismos de generación de energía para la célula, provocando la degradación de componentes disfuncionales o no necesarios para la célula. A pesar décadas desde su primera descripción en levaduras, el control genético la autofagia y sus componentes están todavía en estudio. El propósito de esta tesis fue dilucidar la función del gen Def8 y su perfil de expresión, en un perfil de tráfico vesicular involucrado en la formación del autofagosoma en un contexto de macroautofagia. Para ello estudiamos Def8 en dos modelos animales que tuvieran un alto porcentaje de identidad de genoma con humano, como lo es el caso de Mus musculus (92,41%) y Danio rerio (70,97%). En ratón, se escrutó localización especifica de Def8 en cortes de cerebro en conjunto con marcadores neuronal (NeuN) y astrocítico (GFAP). De manera complementaria, el pez cebra se utilizó como modelo para la generación de una ganancia y una pérdida de función del gen def8, mediante expresión de una forma humana de DEF8 y con el uso de edición de genomas, respectivamente. Nuestros datos indican que Def8 se expresa en neuronas de ratón, y colocaliza con el marcador NeuN tanto en la corteza como el hipocampo murino. Por otro lado, en pez cebra la ganancia de función del gen DEF8 demostró una tendencia al aumento del número de LC3b, un marcador de vesícula autofágica, en las blastulas de pez cebra. En cambio, la pérdida de función no demostró cambios fenotípicos evidentes en embriones con sistema nervioso formado. Paralelamente se realizó un estudio bioinformático generando una red de genes co-expresados con def8 (Danio rerio) extraídos de múltiples experimentos de RNAseq, la que sugiere que def8 presenta co-expresión con diversos genes asociados a procesos neuronales. En conclusión, mostramos la localización de Def8 en neuronas de cerebros de ratón y se analizó posibles efectos de una ganancia de función de DEF8 en los embriones de pez cebra. Los análisis bioinformáticos demostraron que los genes que se co-expresan con def8 presentan genes ortólogos en humano y ratón. En conjunto esto datos sugieren que el gen def8 podría presentar su función en neuronas.