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Análisis genético y funcional de la frataxina y otras proteínas mitocrondriales relacionadas con ataxias cerebelosas.

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El déficit de frataxina es la causa principal de la ataxia de Friedreich, una enfermedad hereditaria neurodegenerativa que afecta a las neuronas sensitivas del ganglio dorsal y del tracto espinocerebelar. Desde que se describi¨® el gen responsable de la enfermedad y sobre todo gracias a la generaci¨®n de organismos modelos para su estudio, se han postulado diferentes funciones para la frataxina: homeostasis del hierro mitocondrial, almacenamiento del hierro, respuesta al estr¨¦s oxidativo. Biog¨¦nesis de los clusters Fe-S, modulaci¨®n en la actividad de la aconitasa mitocondrial y un papel en la fosforilaci¨®n oxidativa. Nuestro planteamiento ha sido que la frataxina realiza su funci¨®n en la mitocondria mediante la interacci¨®n con otras prote¨ªnas y es posible que participe en diferentes procesos biol¨®gicos mitocondriales interactuando con distintas prote¨ªnas en cada uno de ellos. Por lo tanto, el objetivo del trabajo de tesis era la identificaci¨®n de prote¨ªnas capaces de interaccionar con Yfh1p, la frataxina de Sacchararomyces cerevisiae. En este trabajo mostramos que Yfh1p interacciona f¨ªsicamente con proteinas de la cadena de transporte de electrones mitocondrial. Hemos demostrado que Yfh1p coinmunoprecipita con succinato deshidrogenasa, concretamente con las subunidades Sdh1p y Sdh2p, de la cadena de transporte electr¨®nico mitocondrial de levadura, y tambi¨¦n con las subunidades ETFa y ETFb de la flavoprote¨ªna transferidora de electrones. Con el fin de confirmar la relaci¨®n funcional entre YFH1 y los genes SDH estudiamos si ambos genes manifestaban interacci¨®n sint¨¦tica. Nuestros resultados permiten afirmar que existe una relaci¨®n funcional entre el gen YFH1 y los genes de succinato deshidrogenasa SDH1 y SDH2, y seguramente su relaci¨®n sea a nivel de la misma ruta bioqu¨ªmica. Tambi¨¦n hemos demostrado una interacci¨®n f¨ªsica entre la frataxina humana y las subunidades SDHA y SDHB de la succinato deshidrogenasa humana. De estos hallazgos se infiere que la capacidad de interaccionar de frataxina con el complejo II de la cadena de transporte electr¨®nico est¨¢ conservada en humanos, sugiriendo que la frataxina tiene un papel en la cadena de transporte electr¨®nico mitocondrial en humanos. Nosotros planteamos que la frataxina puede intervenir en la entrada de electrones a la cadena de transporte electr¨®nico. Por lo tanto, proponemos una participaci¨®n directa de la cadena respiratoria en la patog¨¦nesis de la ataxia de Friedreich, la cual entendemos que se puede considerar como una enfermedad de la fosforilaci¨®n oxidativa (OXPHOS).Desde el descubrimiento de la frataxina y su localizaci¨®n como mol¨¦cula de la matriz mitocondrial, la ataxia de Friedreich se ha convertido en el prototipo de enfermedad mitocondrial causada por un gen nuclear. No obstante, no es la ¨²nica ataxia que se puede considerar como mitocondrial. Otro ejemplo es la anemia siderobl¨¢stica ligada al X asociada con ataxia cerebelosa (XLSA/A), causada por mutaciones en el gen del transportador mitocondrial ABC7. Esta enfermedad est¨¢ directamente relacionada con la homeostasis del hierro, al igual que la ataxia de Friedreich. Realizamos el aislamiento y caracterizaci¨®n del gen hom¨®logo del ABC7 en Caenorhabditis elegans y posteriormente la generaci¨®n de un knock-donw transitorio en C. elegans para el gen Y74C10AM.1 por RNAi. Los gusanos Y74C10AM.1(RNAi) presentan el siguiente fenotipo: letalidad embrionaria (Emb), retraso en el crecimiento (Gro), reducci¨®n en la puesta de huevos (Egl), defecaci¨®n alterada y aumento en la longevidad. Este fenotipo es similar a otros fenotipos asociados a mutantes transitorios de genes relacionados con la biog¨¦nesis de los clusters Fe-S en levadura.