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Obtención y caracterización de mutantes funcionales del gen frataxin homologue (FH) en Drosophila.

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La ataxia de Friedreich es una enfermedad humana neurodegenerativa y de herenciaautonómica recesiva. Es la ataxia hereditaria más común en la población caucásica. Laenfermedad está causada por la deficiencia de la proteína frataxina. Las claves sobre lafunción de la frataxina provienen de los diferentes estudios llevados a cabo en variosorganismos modelo. Se han aislado los genes ortólogos en un número elevado deorganismos desde bacterias al ratón y también en plantas. En nuestro laboratorio se haaislado el gen de Drosophila que codifica para la proteína frataxina, el gen fh.Drosophila ha resultado ser un excelente modelo para el estudio de enfermedadeshumanas dado que son muchos los procesos biológicos conservados entre la mosca y elhombre, como por ejemplo, la formación y degeneración del sistema nervioso, lageneración y función del corazón, el metabolismo mitocondrial, etc.En este trabajo seha abordado el estudio de la función del gen fh en D. melanogaster empleando tres delas múltiples estrategias existentes en este organismo orientadas a la obtención defenotipos mutantes: la movilización de elementos transponibles P, el sistema ARNi y lasobreexpresión. Con los experimentos de mutagénesis insercional no se obtuvieron losresultados esperados debido a que el gen fh es un gen pequeño localizado en una regiónrica en genes y flanqueado por dos e incluso tres puntos calientes de inserción. Seabordó entonces una segunda aproximación consistente en el uso del sistema UASGAL4para el desarrollo de experimentos de sobreexpresión e interferencia. Lainterferencia o la sobreexpresión del gen fh en los tejidos de Drosophila equivalentes aaquellos afectados en los pacientes (sistema nervioso periférico, músculo y corazón) yen el desarrollo embrionario de Drosophila, inducen la aparición de letalidad, de algunaalteración fenotípica o de alguna modificación del comportamiento. Los defectosencontrados se concentran por una parte en el SNP, tanto en las neuronas y axones delcomportamiento sensorial, como en los axones motores embrionarios. En esta caso lasneuronas motoras no parecen afectadas, aunque la sobreexpresión y la intereferencia enestas estructuras si que han inducido defectos en el adulto. Por otra parte, se hanobservado alteraciones importantes en varios de los derivados del mesodermoembrionario, como son el músculo somático y las células cardiacas y pericardiacas.Todos estos defectos conducen a la aparición de 100% de letalidad antes de la emersióndel adulto o a una disminución de la capacidad de supervivencia y escalada en los casosen los que se obtiene descendencia. La interferencia y la sobreexpresión en el músculosólo han resultado efectivas si la alteración se produce en los primeros momentos deldesarrollo de las estructuras afectadas. Por su parte, en el SNP sólo se han producidodaños cuando se han afectado conjuntos de precursores sensoriales o de neuronassensoriales recién diferenciadas, que participan en la formación de los órganossensoriales en el embrión y en el adulto. Pero al parecer, la función de fh no es igual deimportante en todos los órganos sensoriales, ya que la modificación de su expresión enlos órganos cordotonales no parece producir ningún efecto significativo, aunque esposible que sea debido a que las funciones que desarrollan también son realizadas porlas neuronas multidendríticas.Todos los resultados descritos permiten establecer un modelo, en D. melanogaster, parael estudio de la ataxia de Friedreich.