Patrones de expresión génica en ratón en respuesta a estrés oxidativoparticipación de los sistemas de homeostasis redox

Resumen

RESUMEN DE LA TESIS DOCTORAL DE D./Dª: CARLOS ALBERTO FUENTES ALMAGRO El resumen de la tesis para la base de datos Teseo debe ser una presentación de la tesis y tener la extensión suficiente para que quede explicado el argumento de la tesis doctoral. El formato debe facilitar la lectura y comprensión del texto a los usuarios que accedan a Teseo, debiendo diferenciarse las siguientes partes de la tesis: 1. introducción o motivación de la tesis Los organismos responden al estrés oxidativo generado por las especies reactivas de oxígeno mediante defensas antioxidantes para mantenimiento de la homeostasis redox. La regulación de la actividad enzimática y de la expresión génica de los sistemas tiorredoxina/tiorredoxina reductasa, peroxirredoxinas y el sistema glutatión/glutatión reductasa es clave en la propia homeostasis célula. La regulación de la expresión génica está participada por gran cantidad de factores de transcripción, entre los cuales encontramos los miembros de la familia AP-1 (1). Otro aspecto clave en la homeostasis redox embarga a los grupos tiólicos de las proteínas. Regulan la actividad enzimática y proteica, funcionan como interruptores celulares en señalización celular y como ¿tamponadores¿ redox (2). Los patrones de expresión proteica en ratones de campo suponen una herramienta para la valoración de la contaminación ambiental en sistemas terrestres. Permiten detectar la causa/efecto que los contaminantes pueden ejercer en los sistemas biológicos. Las herramientas proteómicas suponen una estrategia muy adecuada para la evaluación del daño que provocan dichos contaminantes medioambientales (3). 2. contenido de la investigación El presente trabajo ha consistido en estudiar los patrones de expresión transcripcional y proteica en respuesta a estrés oxidativo e investigar el papel que desempeñan esos cambios en los principales sistemas celulares encargados de la homeostasis redox. Los resultados del presente trabajo han han sido publicados en revistas científicas internacionales. El contenido de esta tesis doctoral incluye: 1) El estudio de los cambios de expresión de los componentes del factor AP-1 en ratones de laboratorio en tejidos como el hígado, riñón y pulmón bajo exposición a un compuesto de ciclo redox como el paraquat y la identificación y caracterización de una variante de splicing alternativo del gen c-fos con la presencia de un intrón a la que denominamos c-fos-2 (4). 2) El estudio de los cambios de expresión génica en ratones de vida libre de la especie Mus spretus expuestos a ambientes naturales terrestres contaminados en el suroeste de Andalucía mediante herramientas proteómicas (5). 3) El estudio de las consecuencias del estrés oxidativo generado por el silenciamiento simultaneo mediante RNA de interferencia en genes implicados en la homeostasis redox (prdx1, prdx3 y gclc) y/o el tratamiento con glucosa oxidasa en el proteoma redox de células de ratón con el fin de detectar los cambios que se producen en el ¿tioproteoma¿ o tioles proteicos (6). 3. conclusión Las conclusiones obtenidas en el siguiente trabajo se pueden resumir en lo siguiente: 1) La expresión de los genes de AP-1 es específica de tejido en condiciones basales y con exposición a paraquat. El transcrito alternativo c-fos-2 se detecta en diversas condiciones in vivo e in vitro con una abundancia relativa similar a otros miembros AP-1. El intrón 3 le confiere a c-fos-2 un potente efecto desestabilizador. Se detecta una especie inmunorreactiva de c-fos que coincide con la proteína truncada predicha a partir de c-fos-2. 2) El proteoma hepático del ratón M. spretus se ve alterado por la contaminación ambiental. Se detectan proteínas implicadas en división celular, biotransformación, adaptación a estrés oxidativo y rutas metabólicas centrales. Esta aproximación experimental es útil para valoración de efectos biológicos de contaminación ambiental. 3) El silenciamiento simultáneo de prdx1, prdx3 y gclc en células Hepa1-6 aumenta el estrés oxidativo y la oxidación reversible de tioles proteicos. Se detectan patrones de oxidación diferentes que varían en función de la fuente generadora de estrés. El incremento gradual de estrés oxidativo provoca la modificación específica de los grupos tiólicos de algunas proteínas. Las proteínas con tioles más sensibles podrían desempeñar funciones importantes en la homeostasis redox. Se han identificado proteínas portadoras de cisteínas propensas a oxidación reversible no descritas anteriormente. También, se han identificado cisteínas específicas cuya susceptibilidad de oxidación reversible era desconocida. 4. bibliografía 1. Shaulian, E., and Karin, M. (2002) AP-1 as a regulator of cell life and death, Nat Cell Biol 4, E131-136. 2. Gallogly, M. M., and Mieyal, J. J. (2007) Mechanisms of reversible protein glutathionylation in redox signaling and oxidative stress, Curr Opin Pharmacol 7, 381-391. 3. Snape, J. R., Maund, S. J., Pickford, D. B., and Hutchinson, T. H. (2004) Ecotoxicogenomics: the challenge of integrating genomics into aquatic and terrestrial ecotoxicology, Aquat Toxicol 67, 143-154. 4. Jurado, J., Fuentes-Almagro, C. A., Prieto-Alamo, M. J., and Pueyo, C. (2007) Alternative splicing of c-fos pre-mRNA: contribution of the rates of synthesis and degradation to the copy number of each transcript isoform and detection of a truncated c-Fos immunoreactive species, BMC molecular biology 8, 83. 5. Montes-Nieto, R., Fuentes-Almagro, C. A., Bonilla-Valverde, D., Prieto-Alamo, M. J., Jurado, J., Carrascal, M., Gomez-Ariza, J. L., Lopez-Barea, J., and Pueyo, C. (2007) Proteomics in free-living Mus spretus to monitor terrestrial ecosystems, Proteomics 7, 4376-4387. 6. Fuentes-Almagro, C. A., Prieto-Alamo, M. J., Pueyo, C., and Jurado, J. Identification of proteins containing redox-sensitive thiols after PRDX1, PRDX3 and GCLC silencing and/or glucose oxidase treatment in Hepa 1-6 cells, Journal of proteomics 77, 262-279.