Caracterización de las UTR 5' y 3' de las lipocalinas de mamíferos: estudios predictivos sobre su papel en la regulación post-transcripcional

Abstract

Las lipocalinas son generalmente proteínas de pequeño tamaño que son secretadas extracelularmente que aunque en un principio han sido clasificadas como proteínas típicamente transportadoras de pequeñas moléculas hidrófobas, la visión actual es que las lipocalinas cubren un abanico de funciones diverso y todavía no totalmente comprendido. Diversos miembros de esta familia son proteínas de gran interés. Por ejemplo la apolipoproteína D (ApoD) y la sintetasa de la prostaglandina D (Ptgds) son proteínas que se expresan principalmente en sistema nervioso, interviniendo en procesos claves. La expresión de las citadas lipocalinas, entre otras, se encuentra muy regulada en diferentes tejidos o condiciones fisiológicas. Así por ejemplo ApoD es sobreexpresada en ciertos tipos de cáncer y subexpresada en otros, encontrándose además sobreexpresada en Alzheimer. Estos hechos hacen necesario conocer como es llevada a cabo la regulación de la expresión génica de esta lipocalina, así como de otros miembros de interés de la familia. Aunque algunos aspectos del control de la transcripción de algunas lipocalinas son conocidos, los conocimientos sobre su regulación postranscripcional son muy escasos. Debido a que esta regulación es ejercida principalmente por las UTRs 5´y 3´ es del máximo interés conocer como son estas regiones y dilucidar cual es el papel regulador que ejercen en la expresión génica de esta familia. Este ha sido el propósito de la presente tesis cuyos resultados han aportado algo de luz sobre estos mecanismos de regulación. Se ha encontrado que ciertas lipocalinas, las más ancestrales, hacen uso de UTRs 5´alternativas, mientras que las evolutivamente más recientes no. Así mismo la organización genómica y los mecanismos que controlan la producción de estas alternativas son de cierta complejidad y muestran signos de estar finamente regulados. Respecto a las regiones UTRs 3´ también se ha encontrado, principalmente en las lipocalinas ancestrales, que existe cierta variabilidad, encontrándose formas cortas y largas. Siendo en este caso más fácilmente explicable el origen de esta diversidad mediante señales de poliadenilación-corte alternativo. Los experimentos realizados con la lipocalina ApoD han demostrado la realidad biológica de los transcritos alternativos seleccionados en las bases de datos, portadores de diferentes UTRs 5´. Los resultados ponen de manifiesto además que hay diferencias en la expresión de las formas alternativas en diferentes tejidos e incluso en diferentes condiciones fisiológicas. Por lo que es de esperar que las distintas UTRs 5´alternativas ejerzan diferentes tipos de regulación postranscripcional. Los estudios evolutivos realizados ponen de manifiesto que, en las lipocalinas más ancestrales, parte de la arquitectura genómica de la región UTR 5´ se ha conservado en los mamíferos, mientras que en parte se ha producido cierta divergencia entre los diferentes linajes de mamíferos, seguramente como resultado de las diferentes necesidades fisiológicas de cada uno de ellos . En las lipocalinas más recientes no se han encontrado indicios de conservación en las respectivas regiones UTR 5´. Para las regiones UTRs 3´se han encontrado resultados semejantes. Los análisis predictivos realizados sobre las UTRs 5´y 3´ han permitido identificar en dichas regiones potenciales elementos que pueden afectar a la eficiencia de la traducción o de la estabilidad del ARNm. En las lipocalinas más ancestrales estos elementos son abundantes, muestran diversidad en las formas alternativas y cierto grado de conservación en lo mamíferos, demostrando que la regulación postranscripcional en estas lipocalinas es importante. Sin embargo los resultados obtenidos sugieren que las lipocalinas más recientes sufren una regulación postranscripcional escasa. Las predicciones en estas últimas sugieren que sus transcritos son traducidos por lo general de forma eficiente.