Control de la expresión génica en el desarrollo mediado por cuádruplex de guanina

CALCATERRA, N.B.; DAVID, A.P.; ARMAS, P.; PASCUTTI, F.

Chascomús, Buenos Aires, Argentina

Taller; IV Taller de Biología Celular y del Desarrollo; 2018

IV Taller de Biología Celular y del Desarrollo

La regulación de la expresión génica es crucial para la especificación y diferenciación celular durante el desarrollo, siendo la transcripción el primer y más común punto de control. La regulación transcripcional involucra elementos reguladores del ADN y proteínas de unión a éstos elementos. Si bien el ADN puede ser conceptualizado como un simple portador de información genénica, funcionando como molde para la transcripción y la replicación, existen crecientes evidencias sobre la existencia de estructuras no canónicas del ADN con funciones regulatorias sobre su metabolismo. Los cuádruplex de guanina (G-quadruplex o G4) son estructuras no canónicas del ADN formadas transitoriamente por la interacción de cuatro hebras ricas en guanina, e influyen en el control de la expresión génica y en la integridad del genoma. Aunque la formación y función de los G4 se ha demostrado ampliamente in vitro e in cellulo, su relevancia biológica in vivo sigue siendo cuestionada y ha sido poco explorada. En este trabajo, iden=ficamos in silico secuencias puta=vas para formación de G4 (PQS) conservadas dentro de los promotores proximales de genes regulados en el desarrollo. Luego determinamos la formación de los G4 in vitro y evidenciamos in cellulo el efecto regulador de los G4 sobre la transcripción de tres genes (noggin3, col2a1 y frizzled5). La regulación transcripcional de estos genes mediada por G4 fue evidenciada in vivo durante el desarrollo embrionario del pez cebra mediante una estrategia de intervención con oligonucleó=dos an=sen=do. Además, estudiamos la función de la proteína celular de unión a ácidos nucleicos (CNBP) sobre la regulación transcripcional mediada por G4. CNBP es una chaperona de ácidos nucleicos que cumple funciones en el desarrollo craneofacial y es capaz de reconocer in vitro e in cellulo la PQS presente en el promotor del gen noggin3. Mediante experimentos in vitro, in cellulo e in vivo demostramos que CNBP es capaz de regular los niveles transcripcionales de noggin3 a través de su actividad desestructurante de G4. En síntesis, los resultados indican que los G4 funcionan controlando la transcripción durante el desarrollo embrionario y pueden ser regulados por la acción de proteínas capaces de modificarlos.