Por otra parte, Wang y colaboradores (2006,PNAS, 103:10636) describen en células pancreáticas el gen HIMP1 (hypoglycemia/hypoxia inducible mitochondrial protein 1) que identifican con Hig-1. Ellos muestran que el producto del gen se localiza como proteína transmembrana en la membrana interna de las crestas mitocondriales, y plantean que esta proteína tendría un rol citoprotector.

En base a los antecedentes, nosotros propusimo la hipótesis de que la proteína HIG-1 podría participar en la regulación de procesos de desarrollo y en la protección frente a la hipoxia en el SNC.

Descripción

Material de apoyo

Teórico 1

Teórico 2

Artículos

C Rohde, AC Lauer Garcia, VH Valiati, VLS Valente 2006: Chromosomal evolution of sibling species of the Drosophila willistoni group. I. Chromosomal arm IIR (Muller’s element B).

SW Schaeffer et al. 2008: Polytene Chromosomal Maps of 11 Drosophila Species: The Order of Genomic Scaffolds Inferred From Genetic and Physical Maps.

VLS Valente, B Goñi, VH Valiati, C Rohde, NB Morales 2003: Chromosomal polymorphism in Drosophila willistoni populations from Uruguay.

VLS Valente, C Rohde, VH Valiati, NB Morales, B Goñi 2001: Chromosome inversions occurring in Uruguayan populations of Drosophila willistoni.

Integrantes: M. Hernández, Y. Panzera, D. Hernández, L. Calleros, L. Maya, K. Sosa, G. Tomás, A. Marandino, G. Iraola, N. Sarute, P. Bianchi, C. Mussio.

Sitio Web del Grupo de Investigación en Genética de Microorganismos

El principal objetivo es el estudio genético e investigación epidemiológica de patógenos que afectan animales domésticos y de granja mediante el desarrollo de métodos de diagnóstico y caracterización molecular. Se busca la estandarización de metodologías de diagnóstico por PCR y Real Time PCR, así como el análisis de la variabilidad genética del patógeno mediante el estudio de secuencias de su genoma. El grupo se encuentra dividido en tres subgrupos de acuerdo al huésped afectado por el agente patógeno: i) Sanidad aviar (virus de Gumboro, virus de la Bronquitis Infecciosa de las Aves, Influenza Aviar), ii) Sanidad de bovinos (Campylobacteriosis), iii) Sanidad de pequeños animales o domésticos (Parvovirus y Distemper Canino).

Integrantes: M. Cosse, L. Repetto, A. Carlozzi, C. Elizondo, N. Mannise, F. Grattarola.

Nuestro grupo de trabajo se focaliza en los problemas de conservación de los mamíferos neotropicales. La caracterización genética de las especies, poblaciones y subpoblaciones es la principal herramienta que utilizamos para la comprensión de diversos procesos biológicos que incluyen aspectos sistemáticos, evolutivos y eco-etológicos. Desarrollamos métodos de investigación no invasiva que complementamos con información de campo.

Líneas de investigación:

• Sistemática de cérvidos neotropicales (Ozotoceros bezoarticus y género Mazama).

• Cánidos del Uruguay:

• Inventario de fauna con métodos no invasivos.

• Ecología molecular.

Nuestros resultados son un importante insumo para el desarrollo de programas de manejo y conservación de la biodiversidad en la región Neotropical.

Integrantes: Y. Panzera,  C. Parada,  A.M. Soler,  S. Mateos,  S. Rodríguez,  S. Pita

Drosophila se destaca en el ámbito científico por ser un sistema de extraordinaria manipulación genética, bajo costo, y una complejidad biológica comparable a los mamíferos. Nuestro grupo de trabajo proporciona un marco académico en la formación de jóvenes investigadores en Biología Evolutiva con énfasis en Citogenética, Genética y Biodiversidad de Drosophila. Nuestro interés se centra en conocer los mecanismos que determinan la reorganización del genoma eucariota, utilizamos como modelo a Drosophila willistoni. Otra linea de trabajo estudia las características de la recombinación en machos de Drosophila. También nos interesan los aspectos faunísticos y bioecológicos de las especies de Drosophilidae que habitan en Uruguay. Finalmente, hemos desarrollado herramientas didáctico-experimentales en Biología y Genética de Drosophila aplicables a la Educación de las Ciencias de la Vida, en todos sus niveles.

Integrantes: M. Gardner.

En colaboración con los integrantes de la Unidad de Biología Molecular del Institut Pasteur-Montevideo (Responsable Carlos Robello).

Trypanosoma cruzi es el agente causante de la enfermedad de Chagas, una parasitosis que afecta a 18 millones de personas en el mundo. El éxito infectivo de este parásito está basado en su capacidad de invadir sus células hospedadoras adaptándose rápidamente a cambios de temperatura, pH y resistiendo al ataque oxidativo del hospedador. Nuestro grupo está interesado en la identificación y estudio de factores de virulencia de T. cruzi que participan en la diferenciación, en la respuesta al estrés y en el establecimiento de la infección lo que permitiría la identificación de nuevos blancos para la acción de fármacos tripanocidas. Utilizamos herramientas proteómicas para abordar estos estudios puesto que la regulación de la expresión génica en T. cruzi ocurre casi exclusivamente a nivel postranscripcional. El análisis del proteoma nos permite estudiar las proteínas expresadas por el parásito así como sus modificaciones postraduccionales que pueden ser de la mayor importancia para su ciclo infectivo.

A pesar de los numerosos estudios que sobre esta temática se han realizado, la gran complejidad del Sistema Nervioso hace que aun quede mucho por investigar para discernir la intrincada red de expresión génica en aspectos tales como diferenciación y desarrollo, control de la proliferación y cambios génicos vinculados a la neuroprotección.

En este marco nuestro trabajo se ha ido delineando en los siguientes aspectos:

A) Análisis de la expresión y función de HIG-1 (hypoxia induced gene 1) en el Sistema Nervioso en relación a la maduración y la respuesta a la hipoxia.

HIG-1 es una proteína de significado aun no conocido definitivamente pero con antecedentes de inducción por hipoxia, localización mitocondrial y función en la supervivencia celular. Proponemos que esta proteína participa en la regulación de procesos de desarrollo y en la protección frente a la hipoxia en el Sistema Nervioso.

Estamos estudiando:

• Su distribución en el Sistema Nervioso. Con técnicas como la hibridación in situ y la inmunocitquímica hemos encontrado resultados muy interesantes, puesto que la proteína HIG-1, que en ratas de 1 u 8 días se expresa mayormente en las neuronas, en animales de más edad, se expresa progresivamente más en células gliales de tipo astrocito. ¿Qué función cumple en cada uno de estos tipos celulares? ¿Con qué otras proteínas interactúa? ¿Qué estímulos la inducen? En qué procesos está implicada? Estas son algunas de las preguntas que estamos investigando. (Colaboración con Daniella Agrati, S.Fisiología, Fac.de Ciencias y Patricia Lagos, Depto.Fisiología, Fac.Medicina).

• El estudio por pérdida  de función puede arrojar información sobre la función de esta proteína. Abordamos este tipo de estudio con el modelo de pez cebra. Una vez conocida la distribución del ARNm de Hig-1 en diferentes edades (etapa de 24, 48, 72 horas post-fecundación, así como en animales de 7 días), nos proponemos anular su traducción mediante el uso de oligonuclótidos “morpholino”. Analizaremos los cambios que ocurran en el desarrollo (Colaboración con Flavio Zolessi, Secc. Biología Celular, Fac.Ciencias)

• Relación de HIG-1 con la respuesta a la hipoxia. Utilizamos el modelo de rata con protocolo de asfixia perinatal severa, por la facilidad de manejo y la posibilidad de variar condiciones (duración de la hipoxia, reanimación, presencia de madre subrogante) para analizar los efectos de la hipoxia sobre los niveles de ARNm y proteína.

B) Caracterización de cambios en la expresión génica en el Sistema Nervioso en respuesta a la hipoxia y frente a estrategias de neuroprotección.

El evento de hipoxia y reoxigenación produce diversos daños al Sistema Nervioso en desarrollo implicando factores tales como excitoxicidad, formación de especies reactivas de oxígeno (ROS), inflamación, etc. Las células en mamíferos han desarrollado una gran habilidad para sensar niveles disminuidos de oxígeno y desarrollar una respuesta adaptativa. Esto se acompaña de cambios en la expresión de genes que aseguran la neuroprotección, sea preservando la integridad celular o encaminando las células dañadas hacia la muerte celular. En el entendido de que el ensayo de estrategias de neuroprotección solo podrá ser evaluado sobre modelos bien caracterizados, en situaciones reproducibles, estamos trabajando sobre el modelo de hipoxia severa en cerdos caracterizado por un control estricto de los parámetros fisiológicos asegurando la severidad y similitud del grado de hipoxia inducida (colaboración con Fernanda Blasina, Depto. Neonatología, Hospital de Clínicas/IIBCE). Hemos optado por hacer un estudio de la cinética de expresión de un grupo reducido de genes considerados relevantes en la respuesta a la hipoxia, para evaluarlos posteriormente tras las estrategias de neuroprotección. Estamos colectando tejidos (distintas áreas del cerebro) de animales sometidos a hipoxia y tratados con quercetina, un flavonoide con potencial neuroprotector. Analizamos niveles de ARN por RT-PCR en tiempo real, y de proteínas por Western blot.

En esta etapa estamos estudiando los niveles de los siguientes genes:

• HIF-1(Hypoxia induced factor 1): Es un factor de transcripción clave en la activación del programa de expresión génica en respuesta a la hipoxia. El proceso de activación transcripcional de HIF-1 es necesario para la expresión de una gama de genes involucrados tanto en la respuesta adaptativa celular frente a la hipoxia, como en la respuesta de muerte celular programada (apoptosis). Nos interesa su estudio, pues su expresión está directamente vinculada al sensamiento por parte de las células de los niveles de oxígeno. La formación de especies reactivas de oxígeno por parte de la mitocondria, impacta directamente sobre los niveles de HIF-1. Del mismo modo, la disminución de los niveles de oxígeno inhibe la actividad de las hidroxilasas encargadas de modificar la proteína HIF-1. Se ha demostrado que la presencia de este factor aumenta la capacidad de supervivencia de las células frente a la hipoxia. Por otra parte, tenemos ya resultados preliminares de RT-PCR en tiempo real que indican la inducción del ARNm de HIF a las 4 horas de hipoxia.

• Nrf2 (Nuclear factor erythtroid 2): este factor de transcripción ha sido identificado como un regulador clave de la respuesta antioxidante. Es capaz de inducir la expresión de otros genes tales como glutation-S-transferasa, gamma-glutamilcisteinil sintetasa y la hemo-oxigenasa.

• Hemo oxigenasa (HO-1): su inducción es una respuesta adaptativa celular ante el estrés oxidativo y frente a diferentes insultos de tipo tóxico. Sabemos que el daño que ocurre durante la injuria hipóxica con reperfusión, es debido en gran medida a daño oxidativo. Un número importante de estudios indican que trastornos en la homeostasis redox en el Sistema Nervioso, llevan a eventos de estrés oxidativo y muerte neuronal. En este contexto, tratamientos que regulan la homeostasis redox pueden ser una estrategia para promover la supervivencia celular. Más allá de su acción directa antioxidante, se propone que la quercetina podría actuar directamente sobre la expresión de genes protectivos, incluyendo los involucrados en la síntesis de glutatión, a través de la activación de la vía del factor de transcripción NF-E2-related factor-2 (Nrf2).