Regulación circadiana de cuerpos de procesamiento y gránulos de estrés

• Autores: Malcom, Melisa
• Año de publicación: 2024
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Garbarino Pico, Eduardo; Pérez, Mariela Fernanda; Chiabrando, Gustavo Alberto; Valdez Taubas, Javier; Marpegan, Luciano
• Materia: Biología celular; Estrés fisiológico; Ritmo circadiano
• Institución: Universidad Nacional de Córdoba

Tesis (Doctora en Ciencias Químicas) - - Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2024.
Fil: Malcom, Melisa. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina.
Los organismos debieron ajustar su comportamiento y fisiología a los cambios cíclicos del ambiente, principalmente los cambios de luz y oscuridad que dependen de la rotación de la Tierra y tienen una periodicidad de 24 h. Para poder anticiparse a estos cambios desarrollaron un sistema de conteo del tiempo interno con ritmos de aproximadamente 24 h, denominado “reloj circadiano”. Esto es posible por la presencia de un reloj molecular que consiste en un conjunto de genes que dirigen, mediante circuitos de transcripción y traducción, la expresión de otros genes que regulan muchas de las funciones biológicas. Además del reloj molecular, existen otros relojes biológicos que afectan la ritmicidad de las funciones biológicas. Se han descripto ritmos en todos los procesos que involucran la expresión de genes: síntesis (transcripción), procesamiento, traducción, almacenado y estabilidad del ARN, así como en las modificaciones postraduccionales y degradación de las proteínas. Sin embargo, existe una discrepancia entre la expresión rítmica de los mensajeros y sus proteínas asociadas, que podría explicarse por la regulación postranscripcional, que afecta a los ritmos en la abundancia de las proteínas. Los Cuerpos de Procesamiento (CP) son agregados citoplasmáticos o biocondensados de ARNm detenidos en su traducción y ribonucleoproteínas asociadas. Estas organelas están involucradas en la regulación postranscripcional de mensajeros, y en general tienen funciones de almacenamiento de ARNm, contienen factores involucrados en la degradación del ARNm, la represión traduccional o el silenciamiento mediado por ARN. Están muy relacionados a los Gránulos de Estrés (GE), que participan de la respuesta celular a estrés y en el metabolismo de ARN, y acumulan ARNm detenidos en la traducción, factores de iniciación de la traducción, proteínas de unión al ARN y otras accesorias, como también varias moléculas de señalización. Ambas organelas no poseen membranas, se forman por separación de fases líquido-líquido, tienen una composición discreta y comparten algunos de sus componentes. Son estructuras transcientes que se ensamblan y desensamblan de manera dinámica, y se incrementan en número cuando las células sufren algún tipo de estrés. Se han asociado a diversas enfermedades virales, neurodegenerativas y cáncer, en especial los GE, a los cuales además, se les ha atribuido un rol favoreciendo la supervivencia celular. Teniendo en cuenta que la respuesta a estrés se encuentra regulada de manera circadiana, y que en nuestro grupo de trabajo encontramos como antecedentes variaciones temporales en el número de GE, en fibroblastos de ratón, y cambios temporales en los perfiles de ciertas proteínas y transcriptos propios de GE, nos planteamos la hipótesis que tanto los GE como los CP, estarían regulados por el reloj circadiano. Para poner a prueba esta hipótesis nos propusimos el siguiente objetivo general: analizar, en cultivos celulares, si los CP y GE son regulados por relojes circadianos y los mecanismos que podrían estar involucrados en dicha regulación. También nos propusimos analizar la formación de GE en un contexto de estrés crónico causado por un estímulo natural como la luz. Pudimos determinar que los CP presentan ritmos circadianos de aproximadamente 24 h, en células Neuro-2A. Estos ritmos se observaron para las tres variables analizadas: número de CP, área de los mismos, e intensidad de la señal de dos marcadores, GE-1/HEDLS y DDX6. También observamos que la formación de GE presenta ritmos circadianos de aproximadamente 24 h en fibroblastos (NIH/3T3) y fibroblastos embrionarios de ratón (MEFs), cuando son inducidos por estrés oxidativo con arsenito de sodio, para las tres variables analizadas, con dos marcadores: EIF3 y G3BP1. Sorprendentemente los MEFs noqueados para Bmal1 (Bmal1-/-), es decir con el reloj molecular abolido, también presentaron ritmos que serían generados por otros relojes distintos del reloj molecular. En este trabajo describimos por primera vez la formación de GE en retinas de ratas, en un modelo de estrés lumínico crónico, inducido por la exposición constante a luces LED de baja intensidad. La caracterización de los GE se logró mediante ensayos de inmunohistoquímica (IHQ) con anticuerpos contra EIF3 y G3BP1, como también combinando simultáneamente IHQ y Poly(A)+ RNA-FISH. Además, observamos que las células que forman más GE sobreviven más al daño producido por luz.
2026-09-30
Fil: Malcom, Melisa. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina.