Caracterización citológica y molecular de dos proteínas heterocromáticas en sciara coprophila

Resumen

El díptero Sciara coprophila constituye un modelo idóneo para estudiar procesos biológicos básicos relacionados con el comportamiento y segregación de los cromosomas, ya que, en este organismo, tiene lugar un fenómeno de eliminación programada de cromosomas durante el desarrollo. La organización molecular del genoma de S. coprophila es poco conocida y, en relación a la caracterización de la heterocromatina, sólamente existen estudios a nivel citológico sobre su distribución en los cromosomas. En este trabajo de Tesis Doctoral se han identificado y caracterizado dos proteínas heterocromáticas de S. coprophila que se han denominado ScoHET1 y ScoHET2 (s.coprophila heterocromatina). Ambas proteínas contienen dominios de unión a cromatina del tipo "cromodominio" por lo que pertenecen a la superfamilia de proteínas con cromodominio. El gen Scohet1 está formado por cuatro exones y tres intrones, y se han identificado dos transcritos que difieren en la longitud del extremo 3'UTR. El gen Scohet2 está formado por cinco exones y cuatro intrones, y los cuatro transcritos identificados se diferencian en su extremo 5'UTR. Los genes Scohet1 y Scohet2 se expresan, a nivel de transcrito, a lo largo de todo el desarrollo de S. coprophila tanto en hembras como en machos, y, en ambos casos, se detecta un máximo de expresión en el estadio de embrión. A nivel de proteína, sólo se detecta expresión de los genes Scohet1 y Scohet2 en huevos sin fecundar y durante la embriogénesis. El gen Scohet1 codifica una proteína de 332 aminoácidos, y el gen Scohet2, una proteína de 373 aminoácidos, ambas con dos cromodominos. El análisis molecular de los cromodominios de las proteínas Scohet1 y Scohet2, indica que éstos tienen conservados los residuos esenciales para el reconocimiento de la historia H3 metilada en la lisina 9 y, por ello, tienen la capacidad de unirse a la cromatina a través de la interacción con dicho residuo. Se han generado anticuerpos policlonales y monoclonales para estudiar la distribución de las proteínas ScoHET1 y ScoHET2 en distintos tejidos de S. coprophila. Mediante técnicas de inmunocitoquímica se ha demostrado que, en cromosomas politécnicos, ambas proteínas se asocian a las regiones pericentroméricas y a bandas heterocromáticas subterminales de los cromosomas. Todas las regiones cromosómicas que contienen ScoHET1 y ScoHET2 presentan niveles elevados de histona H3 di. y trimetilada en la lisina 9. En núcleos germinales premeióticos, las proteínas ScoHET1 y ScoHET2 se localizan en regiones heterocromáticas de los cromosomas del complemento ordinario y, también, a lo largo de toda la longitud de los cromosomas L. Estos cromosomas están restringidos a la línea germinal y su naturaleza es predominantemente heterocromática. En espermatocitos durante la meiosis, las proteínas ScoHET1 y ScoHET2 se localizan en la heterocromatina pericentromérica de todos los cromosomas pero también se detectan en regiones discretas entre cromátidas hermanas. El conjunto de los resultados obtenidos constituye un primer paso en el abordaje y conocimiento de la heterocromatina en S. coprophila.