Control de la respuesta transcripcional a hipoxia en Drosophila melanogaster, por las proteínas de la familia bHLH-PAS : Similar y Tango

• Autores: Lavista Llanos, Sofía
• Año de publicación: 2004
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Wappner, Pablo
• Materia: HIPOXIA; HIF-1; DROSOPHILA MELANOGASTER; SIMA; EXPORTACION NUCLEAR; HYPOXIA; HIF-1; DROSOPHILA MELANOGASTER; SIMA; NUCLEAR EXPORT
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

En mamíferos, se ha demostrado que el factor de transcripción hetero-dimérico bHLH-PAS - Hypoxia Inducible Factor (HIF) - es un regulador clave de la respuesta a hipoxia induciendo la expresión de genes regulada por oxígeno. En esta tesis demostramos la existencia de un sistema homólogo en Drosophila, y caracterizams su actividad in vivo durante el desarrollo. Usando reporteros transcripcionales en moscas transgénicas mostramos que la actividad trancripcional inducible por hipoxia aumenta a lo largo del desarrollo resultando máxima hacia el final de la embriogénesis. Mostramos que los diferentes tipos celulares tienen distintos niveles de sensibilidad a hipoxia y que las células traqueales son más sensibles respondiendo a hipoxia suaves. Mostramos que las proteínas bHLH-PAS Similiar (Sima) y Tango funcionan como los homólogos de HIF-α y β respectivamente, y demostramos un modo conservado de regulación por oxígeno para Sima. La proteína Sima se indujo en hipoxia, mientras el nivel de su ARN mensajero no varió con la concentración de oxígeno. En experimentos de un pulso de expresión ectópica de Sima seguidos de una curva de tiempo vimos que Sima se estabiliza en hipoxia y que su degradación depende de oxígeno. La expresión ectópica continua de Sima superó su tasa de degradación permitiéndonos estudiar el control de su localización subcelular. Sima es mayormente citoplasmática en normoxia y la proteína transloca al núcleo únicamente en hipoxia, revelando una segunda etapa de activación regulada por oxígeno. Describimos que la localización subcelular de Sima se encuentra modulada por parámetros del desarrollo. Caracterizamos el mecanismo que gobierna la localización subcelular dependiente de oxígeno de Sima. Mostramos que Sima entra y sale continuamente del núcleo al citoplasma y caracterizamos la exportación nuclear de Sima, cuyo mecanismo involucra al receptor de exportación nuclear CRM-1/Embargoed y es dependiente de oxígeno. Mostramos que el factor supresor de tumores deVon Hippel Lindau (VHL) modula la exportación nuclear de Sima, la cual requiere la hidroxilación de un residuo de prolina específico (Pro850). Proponemos que la localización núcleo-citoplasmática de HIFα/Sima resulta de un quilibrio dinámico entre la importación y la exportación nuclear, siendo este último un proceso modulado por oxígeno.
In mammalian systems, the heterodimeric bHLH-PAS transcription factor - Hypoxia Inducible Factor (HIF) - has emerged as the key regulator of responses to hipoxia. In this thesis we defined a homologous system in Drosophila, and characterise its activity in vivo during development flies we show that hypoxia inducible activity rises to peak levels in late embryogenesis, and is most pronounced in tracheal cells. We show that the bHLH-PAS protein Similar (Sima) and Tango function as HIF-α and β homologues respectively, and demonstrate a conserved mode of regulation for Sima by oxygen. Sima protein, but not its mRNA, was upregulated in hypoxia. Time course experiments following pulsed ectopic expression demonstrated that Sima is degraded in normoxia. Continuous ectopic expression over-rode Sima degradation which remained cytoplasmic in normoxia, and translocated to the nucleus only in hypoxia, revealing a second oxygen regulated activation step. We also show that Sima shuttles continuously between the nucleus and the cytoplasm. We characterized nuclear export of Sima which occurs through a mechanism that involves the nuclear export receptor CRM1/Embargoed and is oxygen-dependent. The Von Hippel Lindau (VHL) tumor suppressor factor modulates nuclear export of Sima, which requires hydroxylation of a specific prolyl residue (Pro850). We propose that HIFα/Sima nucleo-cytoplasmic localization is the result of a dynamic equilibrium between nuclear import and nuclear export, being the latter process modulated by oxygen tension.
Fil: Lavista Llanos, Sofía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.