Search

Anaplasma marginale (A. marginale), es una bacteria del orden de las Rickettsias que ocasiona la anaplasmosis bovina en regiones tropicales y subtropicales del mundo. Esta enfermedad, trasmitida principalmente por tábanos y garrapatas, se desarrolla típicamente en una etapa inicial aguda con manifestaciones clínicas caracterizadas principalmente por anemia y fiebre. Después de un par de meses, los animales recuperan su condición física y se hacen asintomáticos, siendo incapaces de eliminar completamente la bacteria, convirtiéndose en animales persistentemente infectados. Esto se debe a la capacidad de A. marginale para evadir el sistema inmune. En este sentido, se ha demostrado la existencia de un mecanismo de variación antigénica en las proteínas MSP1, MSP2 y MSP3 de la bacteria. Al evaluar la familia multigénica que codifica para la MSP2, se determinó que está conformada por dos regiones conservadas que flanquean una región central hipervariable. De esta manera, al expresarse cada una de las 52 variables de la MSP2, se expresa un epítope diferente. Cuando se describió el genoma completo de este hemotrópico, se encontró también la presencia de 16 pseudogenes msp2, los cuales pueden ser recombinados dentro del sitio de expresión del operón de la MSP2, constituyendo un segundo mecanismo de variación. Además de ello, los fragmentos hipervaribles y los pseudogenes se pueden combinar entre sí, en un proceso denominado conversión génica, creando nuevos epítopes “recombinantes”, confiriendo una capacidad de variabilidad antigénica casi infinita al A. marginale (tercer mecanismo). Un cuarto mecanismo de variación antigénica, lo constituye la dimerización de la MSP2 sobre la superficie del A. marginale, debido a que la expresión simultánea de variantes conforman epítopes únicos. En conclusión, la recombinación génica de la MSP2 y su dimerización en la membrana, constituye un mecanismo muy eficiente de variación antigénica para eludir el sistema inmunológico del hospedador. Anaplasma marginale (A. marginale) is a bacterium of the Rickettsiales order that causes bovine anaplasmosis in tropical and subtropical regions worldwide. This disease, mainly transmitted by ticks and horseflies, typically develops in an initial acute stage, with clinical signs characterized by anemia and fever. After two months, animals recover their original physical condition and become asymptomatic, being unable to completely eliminate the bacterium, turning into persistently infected animals. This is due to the ability of A.marginale to evade the immune system. In this regard, the existence of a mechanism for antigenic variation in proteins of the bacterium, such as MSP1, MSP2, and MSP3, has been demonstrated. When assessing the multigenic family which encodes for MSP2, it was determined that it consists of two conserved regions flanking a central hypervariable region. Thus, when expressing each of the 52 MSP2 variables, a different epitope is also expressed. When the entire genome of this parasite was decoded, the presence of 16 pseudogenes for MSP2 was also discovered. These pseudogenes can be recombined within the operon expression site of MSP2, providing a second mechanism of variation. Moreover, both the hypervariable fragments and pseudogenes can combine among them, in a process called gene conversion, creating new “recombinant” epitopes, conferring the A. marginale with an almost infinite capacity for antigenic variability (third mechanism). A fourth mechanism of antigentic variation consists of the dimerization of MSP2 on the surface of A. marginale, because the simultaneous expression of variants creates unique epitopes. In conclusion, gene recombination of MSP2 along with the dimerization of MSP2 on the membrane provides a very efficient mechanism for antigenic variation for evading the host’s immune system.

Los genes Asr están presentes en plantas con semilla formando, en general, familias génicas de pocos miembros. Su función precisa es desconocida hasta el momento, pero estudios recientes llevan a pensar que estos genes son factores de transcripción involucrados en la regulación del transporte de azúcares en la planta. En esta tesis hemos analizado la evolución de la familia génica Asr en plantas con semilla con un especial énfasis en el género Lycopersicon (tomates). Encontramos que las relaciones de ortología de las proteínas ASR pueden definirse sólo entre especies cercanas evolutivamente. En un árbol filogenético, las proteínas ASR de tomate y papa forman un cluster consistente, separado de las ASR de otras dicotiledóneas, monocotiledóneas y gimnospermas. Las dos observaciones anteriores pueden explicarse por eventos de evolución concertada y “nacimiento y muerte” de genes. Asimismo, investigamos la evolución de los cuatro Asr en especies silvestres de tomate y pudimos comprobar que Asr1 tiene una evolución más lenta que los otros tres genes, tanto a nivel sinónimo como de reemplazo. Creemos que este patrón se debe a sus altos niveles de expresión y a sus diversas funciones en distintos tejidos de la planta. Además, hemos generado plantas transgénicas de papa (Solanum tuberosum) y tabaco (Nicotiana tabacum) que sobreexpresan o tienen silenciado el gen Asr1. Del análisis de estas plantas podemos concluir que este gen regula los niveles de hexosas en la célula, pero no de otros azúcares. En este sentido, tenemos evidencias que indican que Asr1 estaría directa o indirectamente controlando los niveles de algunos transportadores de hexosas en tejidos “destino”, por lo tanto actuando como regulador de la importación de estos azúcares. Por último, por medio de microscopia de fuerza atómica, observamos el pegado de la proteína ASR1 al ADN. Confirmando evidencia previa, vimos dímeros de ASR1 interaccionando con un ADN doble cadena. Asr genes are present in the genomes of seed plants, in general forming small gene families. Their precise function is currently unknown, but recent reports have suggested that Asr genes encode transcription factors involved in the regulation of sugar mobilization in planta. In this thesis we have analyzed the evolution of the Asr gene family in seed plants and particularly focused in the genus Lycopersicon (tomatoes). We have found that the orthology relations among the members can only be inferred between closely related species. In a phylogenetic tree, ASR proteins from tomato and potato form a consistent cluster, separated from ASRs from other dicots, monocots and gymnosperms. These observations can be explained by events of concerted evolution and “birth and death of genes”. At the same time, we investigated the evolution of the four Asrs in tomato wild species. We could see that Asr1 has a slower evolutionary rate both at synonymous and replacement sites when compared to the other three genes. We think that this pattern is caused by its high expression level and multiple functions in different tissues of the plant. In addition, we generated potato (Solanum tuberosum) and tobacco (Nicotiana tabacum) transgenic plants that overexpress or silence Asr1 gene. From the analysis of these plants we can conclude that this gene is regulating the quantities of hexoses (but not other sugars) in the cells. In this direction, we have evidence supporting that Asr1 would be directly or indirectly involved in controlling the levels of hexose transporters in “sink” tissues, thereby acting as a regulator of hexose uptake. Finally, by means of atomic force microscopy, we observed ASR1 protein bound to DNA. Corroborating previous evidence, we saw ASR1 dimers interacting with double-stranded DNA. Fil: Frankel, Nicolás. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.

Hemos analizado la variabilidad genética de una zona no codificante autosómica, el pseudogén homólogo al gen de la glucocerebrosidasa (psGBA). Parte del análisis se ha realizado desde la perspectiva de la genética de poblaciones humanas. Desde un punto de vista más genómico hemos establecido la dinámica de la región, a fin de entender las causas del espectro de variación. Hemos analizado el papel de la mutación, recombinación, conversión génica y, especialmente, selección. Por otra parte, psGBA es importante en la producción de alelos complejos GBA-psGBA, que provocan los tipos más severos de la enfermedad de Gaucher. Mostramos cómo el conocimiento de la variabilidad en psGBA ayuda al reconocimiento de estos alelos complejos. Finalmente, con los datos de variabilidad de dos regiones parálogas situadas en la misma región cromosómica (gen GBA / pseudogen psGBA) hemos comparado los patrones de mutación que presenta una misma secuencia bajo diferentes presiones selectivas., We have analyzed the genetic variability in a non-coding autosomal region, the pseudogene homologous to the glucocerebrosidase gene (psGBA).Part of the analysis has been performed from the human populations point of view.From a more genomic perspective, we have established the region dynamics in order to understand the causes of the variability pattern. We have analyzed the role of mutation, recombination, gene conversion and, especially, selection.On the other hand, psGBA is important in the production of complex alleles GBA-psGBA, that lead to the most severe types of Gaucher disease. We show how the knowledge of psGBA variability helps to the identification of those complex alleles.Last, from the variability data from two paralogous regions located in the same chromosomal region (GBA gene /psGBA pseudogene) we have compared the mutation patterns shown by the same sequence under different selective pressures.