Genética molecular y funcional del gen Pomc en neuronas hipotalámicas y su implicancia en obesidad
La regulación de la ingesta de alimentos y del balance energético dependen de un grupo de neuronas hipotalámicas que liberan melanocortinas anorexígenas codificadas por el gen proopiomelanocortina (Pomc). Aunque la importancia fisiológica de las melanocortinas centrales está bien estudiada, el progr...
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| Autor principal: | |
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| Otros Autores: | , , , |
| Formato: | Tesis Libro |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
2022
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| Materias: | |
| Aporte de: | Registro referencial: Solicitar el recurso aquí |
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| 245 | 1 | 0 | |a Genética molecular y funcional del gen Pomc en neuronas hipotalámicas y su implicancia en obesidad |
| 246 | 3 | 1 | |a Molecular and Functional Genetics of the Pomc Gene in Hypothalamic Neurons and its Implication in Obesity |
| 260 | |c 2022 | ||
| 300 | |a 108 h. : |b il., fotos color, gráfs. color | ||
| 502 | |b Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Ciencias Biológicas |c Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales |d 2022-07-14 |g CONICET. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular "Dr. Héctor N. Torres" (INGEBI) | ||
| 506 | |2 openaire |e Autorización del autor |f info:eu-repo/semantics/closedAccess | ||
| 518 | |o Fecha de publicación en la Biblioteca Digital FCEN-UBA | ||
| 520 | 3 | |a La regulación de la ingesta de alimentos y del balance energético dependen de un grupo de neuronas hipotalámicas que liberan melanocortinas anorexígenas codificadas por el gen proopiomelanocortina (Pomc). Aunque la importancia fisiológica de las melanocortinas centrales está bien estudiada, el programa genético que define la identidad funcional de las neuronas de melanocortinas y asegura altos niveles de expresión de Pomc hipotalámico sólo está empezando a comprenderse. El objetivo general de esta Tesis Doctoral consiste en identificar y caracterizar funcionalmente elementos regulatorios específicos que actúan en cis y en trans determinando el código transcripcional de Pomc en neuronas hipotalámicas. En una primera parte del trabajo evaluamossi el regulador transcripcional PRDM12 desempeña un papel importante en la identidad y regulación transcripcional del gen Pomc en las neuronas hipotalámicas (regulación en trans), mientras que en la segunda parte investigamos el rol de dos posibles sitios de unión al factor de transcripción (FT) STAT3, situados en la región 3' de nPE1 en la regulación transcripcional de Pomc (regulación en cis). En primer lugar determinamos que PRDM12 coexpresa con Pomc en neuronas hipotalámicas de ratones desde el desarrollo temprano hasta la edad adulta. Ratones mutantes que carecen de Prdm12 mostraron una expresión de Pomc muy reducida en el hipotálamo en desarrollo. La ablación selectiva de Prdm12 en las neuronas ISL1+ impidió la expresión de Pomc en el hipotálamo, mientras que la ablación condicional de Prdm12 limitada a las neuronas POMC redujo en gran medida la expresión de Pomc en el hipotálamo en desarrollo y en ratones adultos, con un consecuente aumento de la ingesta de alimento, la adiposidad y la obesidad.En conjunto, nuestros resultados demuestran que PRDM12 desempeña un papel inesperado y esencial en el establecimiento temprano de la identidad de las neuronas de melanocortina hipotalámicas y en el mantenimiento de altos niveles de expresión de Pomc. La expresión de Pomc en el núcleo arcuato del hipotálamo depende de dos enhancers transcripcionales con funciones parcialmente redundantes llamados nPE1 y nPE2. Mientras que nPE2 está presente en todos los mamíferos, nPE1 es una adquisición propia de los mamíferos placentarios. Este enhancer más reciente, que provee más del 70% de la fuerza transcripcional del módulo nPE1-nPE2, contiene dos sitios canónicos de unión al FT STAT3 (5'-TTCCNGGAA-3'), que están muy conservados en mamíferos. En esta Tesis Doctoral intentamos desafiar la hipótesis de que estos sitios situados en la región 3' de nPE1 participan de la expresión de Pomc inducida por leptina. Para ello generamos ratones mutantes con deleciones específicas en ambos sitios (PomcnPE1ΔSTAT3), utilizando el sistema CRISPR/Cas9. Demostramos que los niveles de ARNm de Pomc se redujeron aproximadamente un 25% tanto en hembras como en machos mutantes homocigotas PomcnPE1ΔSTAT3 en comparación con sus herman.s controles wild-type, indicando que estos sitios son necesarios para la activación completa de la expresión de Pomc. Experimentos futuros nos darán la posibilidad de comprender más en detalle el papel particular que desempeñan estos sitios en la expresión de Pomc inducida por leptina. |l spa | |
| 520 | 3 | |a Food intake regulation and energy balance depend on a group of hypothalamic neurons that release anorexigenic melanocortins encoded by the proopiomelanocortin gene (Pomc). Although the physiological importance of central melanocortins has been well studied, the genetic program that defines the functional identity of melanocortin neurons and ensures high levels of hypothalamic Pomc expression is only beginning to be understood. The main aim of this PhD Thesis is to identify and functionally characterize specific regulatory elements that act in cis and trans to determine the transcriptional code of Pomc in hypothalamic neurons. In the first part of this work we evaluated whether the transcriptional regulator PRDM12 plays an important role in specifying the identity of POMC neurons and in the transcriptional regulation of Pomc in the hypothalamus (trans regulation), while in the second part we investigated the role of two putative binding sites for the transcription factor (TF) STAT3, which are located in the 3' region of the neuronal Pomc enhancer nPE1 (cis regulation). We first determined that PRDM12 coexpresses with Pomc in mouse hypothalamic neurons from early development to adulthood. Mutant mice lacking Prdm12 showed greatly reduced Pomc expression levels in the developing hypothalamus. Selective ablation of Prdm12 in ISL1+ neurons prevented Pomc expression in the hypothalamus, whereas conditional ablation of Prdm12 limited to POMC neurons greatly reduced Pomc expression in the developing hypothalamus and adult mice, with a consequent increase in food intake, adiposity, and obesity. Taken together, our results demonstrate that PRDM12 plays an unexpected and essential role in the early establishment of hypothalamic melanocortin neuron identity and in the maintenance of high levels of Pomc expression. Pomc expression in the arcuate nucleus of the hypothalamus depends on two transcriptional enhancers with partially redundant functions so-called nPE1 and nPE2. While nPE2 is present in all mammals, nPE1 is unique to placental mammals. This relatively newer enhancer provides more than 70% of the transcriptional strength of the nPE1-nPE2 module, and contains two canonical binding sites for the TF STAT3 (5'-TTCCNGGAA-3'), which are highly conserved in mammals.In this PhD Thesis we attempted to challenge the hypothesis that these sites located in the 3' region of nPE1 participate in leptin-induced Pomc expression. For this purpose we generated mutant mice with specific deletions in both sites(PomcnPE1ΔSTAT3), using the CRISPR/Cas9 system, and found that Pomc mRNA levels were reduced by approximately 25% in both female and male homozygous PomcnPE1ΔSTAT3 mutants in comparison to their wild-type siblings, indicating that these sites are required for full activation of Pomc expression. Future experiments will give us the possibility to understand in more detail the particular role that these sites play in leptin-induced Pomc expression. |l eng | |
| 540 | |2 cc |f https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar | ||
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