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[ES] El estudio de diferentes redes basadas en la COVID-19 puede proporcionar un enfoque sistemático para explorar los repositorios de medicamentos al tiempo que se tienen en cuenta otros factores multidimensionales que intervienen, que van desde las interacciones moleculares hasta los síntomas. CovMulNet19 es una red COVID-19 integral construida a partir de todas las interacciones existentes que involucran: (1) proteínas SARS-CoV-2, (2) proteínas humanas que interactúan y (3) enfermedades y síntomas relacionados con estas proteínas humanas. Esta información se completa con los compuestos que potencialmente pueden atacar estas enfermedades y síntomas. Basándonos en esta red, se puede intentar extraer una lista de enfermedades cuyos síntomas son similares a COVID-19 y relacionarlas con medicamentos que potencialmente pueden usarse para abordar estos síntomas. Esta información también permite identificar cuáles son los factores de riesgo asociados a estas enfermedades y las comorbilidades más comunes. En este trabajo, revisamos la construcción de la red CovMulNet19 y los conocimientos biológicos y médicos que pueden proporcionar a los investigadores y profesionales. Compararemos los resultados con los obtenidos de otros enfoques basados ​​en la Medicina de Redes., [EN] The study of different COVID-19 networks can provide a systematic approach for exploring drug repositories while accounting for the intervening multidimensional factors, from molecular interactions to symptoms. The CovMulNet19 is a comprehensive COVID-19 network built from all existing interactions involving: (1) SARS-CoV-2 proteins, (2) interacting-human proteins, and the (3) diseases and symptoms linked to these human proteins. This information is completed with the compounds that can potentially target these diseases and symptoms. Based on this network, one can try to extract a list of diseases whose symptoms are similar to COVID-19 and match them with drugs that can potentially be used to tackle these symptoms. This information also permits to identify which are risk factors associated with these diseases and the most common comorbidities. In this work, we revise the construction of CovMulNet19 network and the biological and medical insights that can provide to researchers and practitioners. We will compare the results with the ones obtained from other approaches based on Network Medicine.

La migranya és una malaltia extesa entre la població amb uns símptomes que si bé no són severs dificulten la vida de les persones que ho pateixen(nàusees, fotofòbia, fonofòbia i mal de cap). Actualment hi ha poc coneixement sobre els mecanismes moleculars involucrats i per tant els possibles tractaments són també reduïts. És per això que aquest treball proposa un estudi bioinformàtic per extreure informació rellevant per a la malaltia. El treball ha estat estructurat en dos blocs. Un primer bloc on s'ha executat un procés d'obtenció de dades per elaborar l'interactoma, obtenir les vies cel·lulars de l'Homo sapiens, i els gens que afectena la migranya que ja es coneixen experimentalment. El segon bloc consta de l'estudi estadístic d'aquestes dades obtingudes amb la finalitat d'obtenir un llistat amb mecanismes moleculars candidats a la migranya, i un altre llistat amb gens candidats. S'han obtingut 68 vies candiates i un conjunt de 30 gens candidats. Tot i això, alguns dels mecanismes cel·lulars i gens candidats obtinguts guarden relació amb el que ja se sap sobre la migranya, per tant podrien ser bones vies per futures investigacions. Migraine is a widespread disease among the population with symptoms that, although not severe, make life difficult for people who suffer from it (nausea, photophobia, phonophobia and headaches). There is currently not enought knowledge about the molecular mechanisms involved and therefore the possible treatments are also reduced. That is why this research proposes a bioinformatics study to extract information relevant to the disease. This study has been structured in two blocks. The first block is a process of obtaining data to elaborate the interactome. Also to obtain the cellular pathways of Homo sapiens and the genes that affect migraine that are already known experimentally. The second block consists of the statistical study of the data in order to obtain a list with molecular mechanisms candidate for migraine, and another list with candidate genes. 68 candidate pathways and a set of 30 candidate genes have been obtained. However, some of the cellular mechanisms and candidate genes obtained are related to what is already known about migraine, so they could be good avenues for future research. La migraña es una enfermedad extendida entre la población con unos síntomas que si bien no son severos dificultan la vida de las personas que lo sufren(náuseas, fotofobia, fonofobia y dolor de cabeza). Actualmente hay poco conocimiento sobre los mecanismos moleculares involucrados y por tanto los posibles tratamientos son también reducidos. Es por eso que este trabajo propone un estudio bioinformático para extraer información relevante para la enfermedad. El trabajo ha sido estructurado en dos bloques. Un primer bloque donde se ha ejecutado un proceso de obtención de datos para elaborar el interactoma, obtener las vías celulares del Homo sapiens, y los genes que afectena la migraña que ya se conocen experimentalmente. El segundo bloque consta del estudio estadístico de estos datos obtenidos con el fin de obtener un listado con mecanismos moleculares candidatos a la migraña, y otro listado con nada candidatos. Se han obtenido 68 vías candidatas y un conjunto de 30 nada candidatos. Aun así, algunos de los mecanismos celulares y nada candidatos obtenidos guardan relación con el que ya se sabe sobre la migraña, por lo tanto podrían ser buenas vías por futuras investigaciones.

34 pags., 8 figs. (+SI), The Akirin family of transcription cofactors are involved throughout the metazoan in the regulation of different biological processes (BPs) such as immunity, interdigital regression, muscle and neural development. Akirin do not have catalytic or DNA-binding capability and exert its regulatory function primarily through interacting proteins such as transcription factors, chromatin remodelers, and RNA-associated proteins. In the present study, we focused on the human Akirin2 regulome and interactome in neutrophil-like model human Caucasian promyelocytic leukemia HL60 cells. Our hypothesis is that metazoan evolved to have Akirin2 functional complements and different Akirin2-mediated mechanisms for the regulation of gene expression. To address this hypothesis, experiments were conducted using transcriptomics, proteomics and systems biology approaches in akirin2 knockdown and wildtype (WT) HL60 cells to characterize Akirin2 gene/protein targets, functional complements and to provide evidence of different mechanisms that may be involved in Akirin2-mediated regulation of gene expression. The results revealed Akirin2 gene/protein targets in multiple BPs with higher representation of immunity and identified immune response genes as candidate Akirin2 functional complements. In addition to linking chromatin remodelers with transcriptional activation, Akirin2 also interacts with histone H3.1 for regulation of gene expression., This work was supported by the Ministerio de Economıa, Industria y Competitividad (Spain) [grant number BFU2016-79892-P]; the Predoctoral Fellowship of the UCLM (to Sara Artigas-Jeronimo); the University of Castilla La Mancha, Spain (to Margarita ´ Villar); and the Fondo Europeo de Desarrollo Regional, FEDER, EU (to Margarita Villar).

This article belongs to the Collection New Frontiers in Tick Research., Ticks and tick-borne diseases (TBDs) represent a burden for human and animal health worldwide. Currently, vaccines constitute the safest and most effective approach to control ticks and TBDs. Subolesin (SUB) has been identified as a vaccine antigen for the control of tick infestations and pathogen infection and transmission. The characterization of the molecular function of SUB and the identification of tick proteins interacting with SUB may provide the basis for the discovery of novel antigens and for the rational design of novel anti-tick vaccines. In the present study, we used the yeast two-hybrid system (Y2H) as an unbiased approach to identify tick SUB-interacting proteins in an Ixodes ricinus cDNA library, and studied the possible role of SUB as a chromatin remodeler through direct interaction with histones. The Y2H screening identified Importin-α as a potential SUB-interacting protein, which was confirmed in vitro in a protein pull-down assay. The sub gene expression levels in tick midgut and fat body were significantly higher in unfed than fed female ticks, however, the importin-α expression levels did not vary between unfed and fed ticks but tended to be higher in the ovary when compared to those in other organs. The effect of importin-α RNAi was characterized in I. ricinus under artificial feeding conditions. Both sub and importin-α gene knockdown was observed in all tick tissues and, while tick weight was significantly lower in sub RNAi-treated ticks than in controls, importin-α RNAi did not affect tick feeding or oviposition, suggesting that SUB is able to exert its function in the absence of Importin-α. Furthermore, SUB was shown to physically interact with histone 4, which was corroborated by protein pull-down and western blot analysis. These results confirm that by interacting with numerous tick proteins, SUB is a key cofactor of the tick interactome and regulome. Further studies are needed to elucidate the nature of the SUB-Importin-α interaction and the biological processes and functional implications that this interaction may have., This research was supported by the Ministerio de Economía, Industria y Competitividad (Spain) grant BFU2016-79892-P and Laboratoire d’Excellence Integrative Biology of Emerging Infectious Diseases (France) grant ANR-10-LABX-62-IBEID. L.B.S. was funded by the United Kingdom Biotechnology and Biological Sciences Research Council grant number BB/P024270/1. S.A.-J. was supported by a predoctoral fellowship of the UCLM. M.V. was supported by the University of Castilla La Mancha, Spain and the Fondo Europeo de Desarrollo Regional, FEDER, EU.

La enfermedad por coronavirus 19 (COVID-19) es un síndrome respiratorio infeccioso producido por el virus SARS-CoV-2. Su rápida propagación y el elevado número de fallecidos la convirtió en pandemia en marzo de 2020 siendo una seria amenaza para la salud pública y la economía global. Actualmente, existen vacunas para la prevención de la enfermedad, pero no existe un tratamiento específico y las medidas terapéuticas se centran en paliar los síntomas. Además, los mecanismos moleculares involucrados en la infección son bastante desconocidos. Este proyecto consistió en un estudio bioinformático con el objetivo de mejorar el conocimiento sobre esta enfermedad. En un primer bloque, se recopilaron y procesaron los datos del interactoma humano, del interactoma SARS-CoV-2- humano, del interactoma SARS-CoV-2 y de las vías moleculares humanas. En el segundo bloque, se realizó un análisis estadístico de los datos a fin de identificar los mecanismos moleculares más relevantes en la infección y los productos génicos candidatos para la intervención terapéutica. Se reportaron 358 vías moleculares candidatas y 5 genes candidatos (MAVS, DDX58, IFIH1, TBK1 y RAB14) que podrían considerarse como "targets" potenciales para el desarrollo de fármacos en futuros estudios. Algunas vías moleculares, como aquellas asociadas a la ubicación proteica en los cuerpos de Cajal y la organización del centrosoma, no se habían asociado a la enfermedad previamente y pueden ser la base de futuras investigaciones. The 2019 novel coronavirus disease (2019) is an infectious respiratory syndrome caused by a novel virus coronavirus strain, SARS-CoV-2. In March 2020, COVID-19 became pandemic due to the quick spread and high mortality worldwide and it is a serious problem to global public health and economy. Vaccines have been developed to prevent infection but there is not a specific treatment against COVID-19 beyond therapies to symptom alleviation. Therefore, the molecular mechanism underlaying COVID-19 are largely unknown. Here, we developed a bioinformatic study to get a better understanding of the SARS-CoV-2 infection. The first block was a recompilation and processing of human interactome, SARS-CoV-2-human interactome, SARS-CoV-2 interactome and human molecular pathways. The second block was a statistical data analysis to identify the human molecular pathways associated with COVID19 and the candidate gene products to drug discovery. Statistical data analysis discovered 358 human molecular pathways and 5 genes (MAVS, DDX58, IFIH1, TBK1 y RAB14) that can be considered as potential candidates for drug targets in future studies. Some molecular pathways related with centrosome organization and protein localization in Cajal bodies have not been reported in previous studies and they could be the beginning of new research projects. La malaltia per coronavirus 19 (COVID-19) és una síndrome respiratòria infecciosa produït pel virus SARS-CoV-2. La seva ràpida propagació i l'elevat número de morts la va convertir en pandèmia al març de 2020 sent una seriosa amenaça per a la salut pública i l'economia global. Actualment, existeixen vacunes per a la prevenció de la malaltia, però no existeix un tractament específic i les mesures terapèutiques se centren en pal·liar els símptomes. A més, els mecanismes moleculars involucrats en la infecció són bastant desconeguts. Aquest projecte va consistir en un estudi bioinformàtic amb l'objectiu de millorar el coneixement sobre aquesta malaltia. En un primer bloc, es van recopilar i van processar les dades del interactoma humà, del interactoma SARS-CoV-2- humà, del interactoma SARS-CoV-2 i de les vies moleculars humanes. En el segon bloc, es va realitzar una anàlisi estadística de les dades a fi d'identificar els mecanismes moleculars més rellevants en la infecció i els productes gènics candidats per a la intervenció terapèutica. Es van reportar 358 vies moleculars candidates i 5 gens candidats (MAVS, DDX58, IFIH1, TBK1 i RAB14) que podrien considerar-se com "targets" potencials per al desenvolupament de fàrmacs en futurs estudis. Algunes vies moleculars, com aquelles associades a la ubicació proteica en els cossos de Cajal i l'organització del centrosoma, no s'havien associat a la malaltiaprèviament i poden ser la base de futures recerques.

In cystic fibrosis, the most common disease-causing mutation is F508del, which causes not only intracellular retention and degradation of CFTR, but also defective channel gating and decreased membrane stability of the small amount that reaches the plasma membrane (PM). Thus, pharmacological correction of mutant CFTR requires targeting of multiple cellular defects in order to achieve clinical benefit. Although small-molecule compounds have been identified and commercialized that can correct its folding or gating, an efficient retention of F508del CFTR at the PM has not yet been explored pharmacologically despite being recognized as a crucial factor for improving functional rescue of chloride transport. In ongoing efforts to determine the CFTR interactome at the PM, we used three complementary approaches: targeting proteins binding to tyrosine-phosphorylated CFTR, protein complexes involved in cAMP-mediated CFTR stabilization at the PM, and proteins selectively interacting at the PM with rescued F508del-CFTR but not wt-CFTR. Using co-immunoprecipitation or peptide–pull down strategies, we identified around 400 candidate proteins through sequencing of complex protein mixtures using the nano-LC Triple TOF MS technique. Key candidate proteins were validated for their robust interaction with CFTR-containing protein complexes and for their ability to modulate the amount of CFTR expressed at the cell surface of bronchial epithelial cells. Here, we describe how we explored the abovementioned experimental datasets to build a protein interaction network with the aim of identifying novel pharmacological targets to rescue CFTR function in cystic fibrosis (CF) patients. We identified and validated novel candidate proteins that were essential components of the network but not detected in previous proteomic analyses. info:eu-repo/semantics/publishedVersion

A VDAC é a proteína mais abundante na membrana mitocondrial externa. Exerce o controle da atividade desta organela através da regulação da troca de metabólitos e tem função crucial no mecanismo de apoptose. Em nosso caso, os estudos dos complexos protéicos, das interações entre a VDAC e outras proteínas presentes no interior do neurônio que auxiliam na manutenção das funções das organelas e da célula, fazem parte da chamada interactômica. O presente estudo determinou o interactoma do complexo protéico Hexoquinase-VDAC-ANT presente em cérebros murino, bovino e aviar. Nosso objetivo foi identificar se as expressões diferenciadas da VDAC1 e VDAC2 verificadas nos cérebros murino, aviar e bovino, estão associadas a diferenças nos interactomas dessas proteínas. Este estudo revelou que as espécies aviar e bovina apresentaram o maior número de complexos protéicos contendo VDACs (5) quando comparadas com os neurônios de rato (1), o que é indicativo de uma cinética diferencial de montagem ou desmontagem do complexo. Além disso, a VDAC mitocondrial neuronal aviar também interage com mais proteínas em relação à VDAC mitocondrial neuronal bovina, o que é resultado de uma composição de subunidades diferenciada. Tais resultados indicam diferenças significativas quanto ao metabolismo energético e apoptótico no cérebro aviar, bovino e murino, existindo interações diferenciais da VDAC no cérebro aviar.

The use of protein-protein interaction networks has become crucial due to the emergence of systems biology. The completeness and quality of networks, crucial to understand the biochemical mechanisms underlying a system such as a cell, are still challenging the scientific community. This thesis focuses on the data completeness challenge by the development of flexible tools for biological data management. It presents a database framework, BIANA, in which the integrated access to several information sources tackles this problem by unraveling hidden biological associations. BIANA is used to develop protein-protein interaction inference tools based on sequence similarity and protein-protein interactions. I have applied the approach on Salmonella-host infection, a case study where experimental data is scarce. Finally, I have focused on the integration problem of protein sequence annotation, also addressing the prediction of protein-protein interaction interfaces. I have developed a new evaluation measure to compare the predictive power of interface inference approaches., Les xarxes d'interacció proteïna-proteïna han esdevingut crucials des del naixement de la biologia de sistemes. La integritat i qualitat de les xarxes, que són essencials per entendre els mecanismes subjacents a un sistema com la cèl•lula, segueixen desafiant a la comunitat científica. Aquesta tesi se centra en el repte de la integritat de les dades mitjançant el desenvolupament d'eines flexibles per a la gestió de dades biològiques. Presento BIANA, un paquet informàtic que enfoca aquest problema facilitant l'accés integrat a diverses fonts d'informació. BIANA ha servit per desenvolupar eines de predicció d'interaccions proteïna-proteïna combinant les xarxes amb similitud entre seqüències. He aplicat aquest mètode sobre la infecció per Salmonella-hoste, un cas en el qual les dades experimentals són escasses. Finalment, m'he centrat en la integració associada a l'anotació de seqüències, abordant la predicció d'interfícies d'interacció proteïna-proteïna. Una nova mesura d'avaluació m'ha permès comparar el poder predictiu de diferents mètodes.

La Helicobacter pylori ha colonizado la mitad de la población mundial; su infección presenta una prevalencia del 70% al 90% en países en vía de desarrollo y del 25% al 50% en países industrializados. Está establecido que la infección se asocia con el desarrollo de gastritis crónica, úlcera gástrica y duodenal y con cáncer de estómago en el humano. Helicobacter pylori fue la primera bacteria patógena para la cual se dedujo el interactoma y por análisis topológicos se identificaron 702 proteínas involucradas en 1359 interacciones con una cobertura del 97,7% con escala libre; es decir, que el interactoma contiene proteínas topológicamente esenciales. Sin embargo, dichas proteínas y sus asociaciones fisiológicas no han sido descritas, perdiendo de esta manera la posibilidad de identificar posibles blancos terapéuticos. Con el objetivo de identificar proteínas topológicamente esenciales se realizó una reconstrucción del interactoma de la cepa H. pylori ATCC 26695 empleando los complementos BioNetBuilder y NetworkAnalyzer de Cytoscape y la aplicación web cytoHubba. La reconstrucción presentó 896 proteínas y 2416 interacciones con una cobertura del 96% del proteoma ajustada a la distribución de ley de potencias, es decir, presentó escala libre. Usando NetworkAnalyzer y la aplicación Hubba se identificaron proteínas esenciales según los parámetros K y BC; con las que se construyó una subred. El análisis de esta subred mostró que el sistema de secreción tipo IV interactúa con subsistemas metabólicos de lípidos, aminoácidos y ácidos nucleicos por medio de proteínas, para las cuales esta interacción no había sido sugerida. Además, estas interacciones son explicables por perfiles de expresión dependientes del pH, adhesión y homeostasis del hierro; lo cual permite complementar tanto la biología básica de la cepa como postular nuevos blancos terapéuticos putativos. Helicobacter pylori, which have colonized half the world’s population, have a prevalence of 70% to 90 % in developing countries and 25% to 50 % in industrialized countries. It is well established that the infection is associated with the development of chronic gastritis, gastric and duodenal ulcers and stomach cancer in humans. Helicobacter pylori were the first pathogenic bacteria whose interactome was deduced. Topologic analysis identified 702 proteins involved in 1,359 interactions coverage of 97.7 % with scale-free networks. In other words, the interactome contains topologically essential proteins, however, because these proteins and their physiological associations have not been described, we cannot identify potential therapeutic targets. To identify topologically essential proteins we reconstructed the interactome of H. pylori strain ATCC 26695 using BioNetBuilder and Cytoscape NetworkAnalyzer the cytoHubba web application. The reconstruction presented 896 proteins and 2416 interactions with a coverage of 96 % of the proteome adjusted to the distribution of the power law. In other words, the reconstruction presented a scale-free network. We used NetworkAnalyzer and the Hubba application to identify essential proteins according to the BC and K parameters. On that basis we constructed a subnetwork. Analysis of this subnetwork showed that the type IV secretion system interacts with metabolic subsystems of lipids, amino acids and nucleic acids by means of proteins for which this interaction has not been suggested. Moreover, these interactions can be explained by profiles of expression that are dependent on pH, adhesion and iron homeostasis. This allows us to complements both the basic biology of the strain as well as to postulate putative new therapeutic targets.

La Helicobacter pylori ha colonizado la mitad de la población mundial; su infección presenta una prevalencia del 70% al 90% en países en vía de desarrollo y del 25% al 50% en países industrializados. Está establecido que la infección se asocia con el desarrollo de gastritis crónica, úlcera gástrica y duodenal y con cáncer de estómago en el humano. Helicobacter pylori fue la primera bacteria patógena para la cual se dedujo el interactoma y por análisis topológicos se identificaron 702 proteínas involucradas en 1359 interacciones con una cobertura del 97,7% con escala libre; es decir, que el interactoma contiene proteínas topológicamente esenciales. Sin embargo, dichas proteínas y sus asociaciones fisiológicas no han sido descritas, perdiendo de esta manera la posibilidad de identificar posibles blancos terapéuticos. Con el objetivo de identificar proteínas topológicamente esenciales se realizó una reconstrucción del interactoma de la cepa H. pylori ATCC 26695 empleando los complementos BioNetBuilder y NetworkAnalyzer de Cytoscape y la aplicación web cytoHubba. La reconstrucción presentó 896 proteínas y 2416 interacciones con una cobertura del 96% del proteoma ajustada a la distribución de ley de potencias, es decir, presentó escala libre. Usando NetworkAnalyzer y la aplicación Hubba se identificaron proteínas esenciales según los parámetros K y BC; con las que se construyó una subred. El análisis de esta subred mostró que el sistema de secreción tipo IV interactúa con subsistemas metabólicos de lípidos, aminoácidos y ácidos nucleicos por medio de proteínas, para las cuales esta interacción no había sido sugerida. Además, estas interacciones son explicables por perfiles de expresión dependientes del pH, adhesión y homeostasis del hierro; lo cual permite complementar tanto la biología básica de la cepa como postular nuevos blancos terapéuticos putativos. Helicobacter pylori, which have colonized half the world's population, have a prevalence of 70% to 90 % in developing countries and 25% to 50 % in industrialized countries. It is well established that the infection is associated with the development of chronic gastritis, gastric and duodenal ulcers and stomach cancer in humans. Helicobacter pylori were the first pathogenic bacteria whose interactome was deduced. Topologic analysis identified 702 proteins involved in 1,359 interactions coverage of 97.7 % with scale-free networks. In other words, the interactome contains topologically essential proteins, however, because these proteins and their physiological associations have not been described, we cannot identify potential therapeutic targets. To identify topologically essential proteins we reconstructed the interactome of H. pylori strain ATCC 26695 using BioNetBuilder and Cytoscape NetworkAnalyzer the cytoHubba web application. The reconstruction presented 896 proteins and 2416 interactions with a coverage of 96 % of the proteome adjusted to the distribution of the power law. In other words, the reconstruction presented a scale-free network. We used NetworkAnalyzer and the Hubba application to identify essential proteins according to the BC and K parameters. On that basis we constructed a subnetwork. Analysis of this subnetwork showed that the type IV secretion system interacts with metabolic subsystems of lipids, amino acids and nucleic acids by means of proteins for which this interaction has not been suggested. Moreover, these interactions can be explained by profiles of expression that are dependent on pH, adhesion and iron homeostasis. This allows us to complements both the basic biology of the strain as well as to postulate putative new therapeutic targets. © 2014 Asociaciones Colombianas de Gastroenterología, Endoscopia digestiva, Coloproctología y Hepatología.

The view on how protein kinases regulate gene expression have recently expanded to include not only transcription factors but also histones, chromatin remodelers or components of the basal transcription machinery, which are directly modified on genomic loci. For the shuttling kinase DYRK1A (dual-specificity tyrosine-regulated kinase), most of its nuclear-associated functions can be explained by DYRK1A cytosolic activities, questioning a role for DYRK1A within the nuclear compartment. In the present study, through an unbiased proteomic approach the first “DYRK1A nuclear interactome” have been generated. DYRK1A interacts with several components of the basal transcriptional machinery as well as with the pre-mRNA processing machinery. Moreover, evidences uncovering a new role for DYRK1A as a transcriptional regulator of specific target genes have been generated. Genome-wide DYRK1A-chromatin analysis shows that the kinase is recruited to RNA polymerase II proximal promoters, via a highly conserved palindromic sequence, and also to RNA polymerase III-dependent promoters. Growth-dependent induction of the expression of a subset of target genes (protein coding and tRNAs) depends on DYRK1A protein levels and/or activity. In addition, downregulation of DYRK1A leads to a reduction in cell size. DYRK1A could therefore work by sitting on promoters of specific genes and act on different components of the basal transcription and/or mRNA processing machinery to modulate gene expression., Resultados recientes han puesto de manifiesto que la regulación de la expresión génica por proteína quinasas va mas allá de su modulación de la actividad de factores de transcripción, ya que tanto histonas como remodeladores de cromatina o componentes de la maquinaria basal de transcripción puedes ser sustratos de fosforilaciones directamente en regiones genómicas reguladoras. La proteína quinasa DYRK1A (dual-specificity tyrosine-regulated kinase) está presente tanto en el núcleo como en el citoplasma de células de mamífero, si bien la mayoría de sus actividades nucleares pueden ser explicadas por fosforilaciones que ocurren en el citosol, lo que ha planteado dudas sobre si esta quinasa posee funciones específicamente nucleares. En este trabajo, se ha definido el primer "interactoma" nuclear de DYRK1A mediante una aproximación proteómica no sesgada, que ha permitido mostrar que DYRK1A interacciona con componentes de la maquinaria basal de transcripción así como con complejos implicados en el procesamiento del pre-mRNA. Los resultados también han puesto de manifiesto un nuevo papel de DYRK1A como regulador de la transcripción de un grupo específico de genes relacionados con la traducción de proteínas. Análisis a nivel genómico de la presencia de DYRK1A en cromatina muestra que la quinasa es reclutada a regiones proximales de promotores dependientes de la RNA polimerasa II, mediante una secuencia palindrómica altamente conservada, así como a genes dependientes de la RNA polimerasa III. La inducción de la expresión de un grupo de estos genes diana (tanto codificantes como tRNAs) en respuesta a factores de crecimiento depende de DYRK1A. Además, la reducción en los niveles de DYRK1A provoca una reducción en el tamaño de las células. Los resultados permiten proponer un modelo por el que DYRK1A podría regular directamente la expresión de genes diana mediante la fosforilación, en regiones reguladoras promotoras, de diferentes componentes de la maquinaria basal de la transcripción y/o de los complejos proteicos implicados en el procesamiento del mRNA.

A VDAC é uma porina presente na MME cuja função é crucial no metabolismo energético, sobrevivência e morte celular. A caracterização da VDAC torna-se importante para a compreensão das inter-relações da mitocôndria com os diferentes componentes citosólicos, tais como a HK. A ligação HK-VDAC favorece a utilização do ATP intramitocondrial em células neuronais, a HK cerebral pode interagir de formas diferentes com a VDAC, o que resulta em diferentes sítios de ligação (sítios A e B). Os variados papéis metabólicos das isoformas da VDAC podem ser explicados pela presença de alterações pós-traducionais. No presente trabalho purificamos a VDAC1 mitocondrial neuronal proveniente de cérebro aviar. Paralelamente, comprovamos que a presença de múltiplas formas das VDACs 1 e 2 em cérebros murino e aviar, seja devida à presença de modificações pós-traducionais, nomeadamente a fosforilação. A proteína isolada apresentou peso molecular de 30KDa. Quando submetida à eletroforese e posteriormente à coloração para a identificação de fosfoproteínas, a mesma mostrou-se desfosforilada. O conhecimento da presença, ou ausência de fosforilação das VDACs, reside na importância de estabelecer-se as bases moleculares ligadas à existência de sítios A e B nas mitocôndrias neuronais. VDAC (voltage-dependent anion channel) is a pore forming protein from outer mitochondrial membrane. It has key functions on energetic metabolism, and cell death and survival. VDAC characterization is important for understanding mitochondrial interactions with cytosolic proteins, such as hexokinase (HK). HK-VDAC interaction supports preferential access to intramitochondrial ATP in neural cells. Brain HK interacts in different ways with VDAC. It results in two HK binding sites (A and B). VDAC isoforms differential metabolic roles may be explained by the presence of post-translational modifications. In this study we purified avian neuronal mitochondrial VDAC1. At same time we showed that VDACs 1 and 2 pI heterogeneity in rat and avian brains is due to phosphorylation. Purified VDAC had a molecular weight of 30 KDa. The purified VDAC submitted to phosphorylated protein staining on gel, was dephosphorylated. The knowledge of presence or absence of VDAC phosphorylation is important for understanding the molecular nature basis of A and B HK binding sites in brain mitochondria.

Orientador: Fábio Luís Forti Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Biossistemas, 2012

A VDAC é uma porina presente na MME cuja função é crucial no metabolismo energético, sobrevivência e morte celular. A caracterização da VDAC torna-se importante para a compreensão das inter-relações da mitocôndria com os diferentes componentes citosólicos, tais como a HK. A ligação HK-VDAC favorece a utilização do ATP intramitocondrial em células neuronais, a HK cerebral pode interagir de formas diferentes com a VDAC, o que resulta em diferentes sítios de ligação (sítios A e B). Os variados papéis metabólicos das isoformas da VDAC podem ser explicados pela presença de alterações pós-traducionais. No presente trabalho purificamos a VDAC1 mitocondrial neuronal proveniente de cérebro aviar. Paralelamente, comprovamos que a presença de múltiplas formas das VDACs 1 e 2 em cérebros murino e aviar, seja devida à presença de modificações pós-traducionais, nomeadamente a fosforilação. A proteína isolada apresentou peso molecular de 30KDa. Quando submetida à eletroforese e posteriormente à coloração para a identificação de fosfoproteínas, a mesma mostrou-se desfosforilada. O conhecimento da presença, ou ausência de fosforilação das VDACs, reside na importância de estabelecer-se as bases moleculares ligadas à existência de sítios A e B nas mitocôndrias neuronais.

p8 es una proteína de 8 kDa que fue identificada en rata debido a su inducción durante la fase aguda de la pancreatitis. Los niveles de expresión de p8 aumentan en líneas celulares en respuesta al estrés y a factores mitogénicos. Se postula un rol importante para p8 en la progresión tumoral, ya que, al anular su expresión en fibroblastos transformados, se inhibe el desarrollo tumoral. El objetivo de este estudio es comprender más profundamente las funciones de p8 así como las vías celulares en las que está involucrada. Un análisis de homología de secuencias nos permitió identificar a p8 en diferentes especies de eucariotas superiores, y no en eucariotas inferiores. Se encontró una NLS (señal de localización nuclear) altamente conservada en su secuencia. Ensayos de inmunocitoquímica nos permitieron estudiar su localización subcelular. Observamos que se encuentra nuclear en cultivos de células subconfluentes y uniformemente distribuida en toda la célula en cultivos superconfluentes. Su importación al núcleo es dependiente de energía, y su localización depende del estadio del ciclo celular, y del estado de acetilación. Demostramos que la NLS de p8 es funcional. p8 es lo suficientemente pequeña como para difundir libremente entre el núcleo y el citoplasma. Su NLS y el estricto control de su localización, indican que formaría parte de complejos multiproteicos. Para profundizar en esta hipótesis, identificamos por abordaje proteómico las proteínas que copurifican con p8. A partir de las proteínas identificadas construimos el interactoma de p8. El análisis de este interactoma indica que p8 es una proteína multifuncional que puede interactuar con distintas proteínas con diversas funciones en diferentes compartimentos celulares. p8 is an 8 kDa protein that was first identified in rat due to its induction during the acute phase of pancreatitis. Various functions related to cell growth control and stress have been attributed to p8. An important role in tumor progression was also assigned to p8 since it was observed that transformed p8-/- fibroblasts do not induce tumors when injected in nude mice. In this study we aim to understand further, the functions of p8 and to find the pathways in which it is involved. Through sequence homology analysis we identified p8 in different species of higher eukaryotes, but not in lower eukaryotes. We saw that there is a highly conserved NLS (Nuclear Localization Signal). Through immunocytochemistry, we found that p8 presents nuclear localization in sub-confluent cells, but it localizes in the cytoplasm of confluent cells. We also observed that nuclear import of p8 is energy dependent, and that its sub- cellular localization changes with the cell cycle stage and the acetylation state of the cells. We proved the functionality of its NLS. p8 is small enough to diffuse between nucleus and cytoplasm passively. The fact that it presents a NLS and a strictly controlled sub-cellular localization suggests that it is forming part of multiprotein complexes. To study this, and to identify the proteins associated to p8 we performed co purification experiments and mass spectrometry analysis. With the identified proteins we built the p8 interactome, and conclude that p8 is a multifunctional protein that is capable of interacting with different proteins associated to different pathways in different cellular compartments. Fil: Valacco, María Pía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.