Identificación y estudio de las secuencias regulatorias que controlan la expresión del gen de proopiomelanocortina (POMC) en el sistema nervioso central. Análisis de expresión en ratones transgénicos y footprinting filogenético - Santangelo, Andrea Mariana (2006)
La proopiomelanocortina (POMC) es una prohormona que se produce en la pituitaria y en neuronas del núcleo arcuato (Arc) del hipotálamo, donde participa en el control central de la ingesta y en la analgesia inducida por estrés. Ratones y humanos mutantes en POMC desarrollan obesidad temprana severa y estudios genéticos en diferentes poblaciones humanas mostraron un fuerte ligamiento entre el locus de POMC y características relacionadas con la obesidad. Para identificar las secuencias regulatorias que controlan la expresión del gen de POMC en el Arc, se realizó un análisis de expresión en ratones transgénicos combinado con estudios de footprinting filogenético. Se identificaron dos secuencias altamente conservadas entre los mamíferos en la región 5’ distal de POMC, nPE1 y nPE2, que son necesarias y suficientes para dirigir la expresión de transgenes a neuronas de POMC en el Arc, independientemente del promotor proximal, responsable de la expresión de POMC en la pituitaria. La eliminación de cualquiera de estas dos regiones separadamente no afecta la correcta expresión transgénica en el Arc, mientras que la eliminación de ambas impide la expresión de transgenes en las neuronas hipotalámicas de POMC, mostrando cierta redundancia funcional. La secuencia humana ortóloga también dirigen la expresión de transgenes a neuronas de POMC en el Arc, demostrando conservación funcional. nPE2 está conservado en todos los mamíferos, mientras que nPE1 está presente solamente en mamíferos placentarios. nPE2 puede dirigir la expresión de transgenes a neuronas de POMC en el Arc independientemente de nPE1 y mimetiza el patrón de expresión de POMC durante el desarrollo. El análisis delecional en nPE2 mostró que dos regiones de 45 pb dentro de nPE2 son esenciales para su función enhancer en ratones adultos y embriones. Estas dos regiones son únicas en el genoma del ratón y presentan una alta concentración de potenciales sitios de unión para factores de trascripción que están conservados. El análisis delecional y el footprinting filogenético permitieron acotar las regiones regulatorias que son críticas para dirigir la expresión de transgenes a neuronas de POMC en el Arc. Este trabajo provee la plataforma para la realización de futuros análisis bioquímicos que permitan encontrar los factores de transcripción involucrados en la regulación de la expresión neuronal del gen de POMC.