Análisis genético de la regeneración neuronal en diapausa en C. elegans

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2016-03

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Universidad de Valparaíso

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Cuando los animales con la capacidad de entrar en estados de dormancia enfrentan la falta de alimento, decrecen su metabolismo, minimizan su consumo de energía y sobreviven gracias a sus reservas de grasas. El hipometabolismo está asociado a cambios en la expresión de genes y en la actividad enzimática. En respuesta a la falta de alimento el nemátodo Caenorhabditis elegans, detiene su desarrollo normal y entra en diapausa, formando la larva dauer, lo cual está acompañado de cambios dramáticos en su morfología y metabolismo que le permiten sobrevivir hasta cuatro meses sin alimento. En este trabajo descubrimos que la formación de diapausa protege y regenera, tanto morfológica como funcionalmente las neuronas sensoriales de C. elegans que han sido inducidas a morir por la hiperactivación de la degenerina mec-4d. Estudios previos han demostrado que la disminución en la regulación del receptor de la insulina DAF-2 durante la diapausa, y la activación de DAF16/FOXO causa neuroprotección. Para evaluar si la regulación negativa de DAF-2 en diapausa tiene un efecto regenerativo, seguimos el comportamiento axonal del doble mutante, daf-2; mec-4d. En estos animales observamos un efecto regenerativo, pero que fue menor al observado en dauer, sugiriendo que existen otros actores en el proceso regenerativo durante diapausa. Otro fenómeno propio de la diapausa es la restricción calórica, por lo cual evaluamos su efecto en la regeneración axonal. Los animales expuestos a regímenes de restricción calórica presentaron un potente efecto protector, sin embargo no observamos regeneración de los axones dañados. Basándonos en análisis de microarreglos de DNA que compararon la expresión génica de animales dauer versus no dauer, nos enfocamos en analizar los genes que han sido previamente reportados como regenerativos. DLK-1, uno de los principales reguladores de la regeneración, esta elevado durante la diapausa. DLK-1 actúa mediante la activación de vías asociadas a quinasas p38 y jnk. Considerando esto, evaluamos DLK-1 en nuestro modelo de degeneración mec-4d, generando un animal con ambas mutaciones mec-4d y dlk-1. Estos animales fueron incapaces de regenerar sus axones. Sin embargo, el 50% de ellos tuvieron axones normales al momento de entrar en dauer, en contraste con el 8-10% de los animales no dauer, indicándonos un efecto regenerativo dauer dependiente, independiente de DLK-1. Ante estos resultados realizamos una mutagénesis sobre animales mec-4d con el objetivo de encontrar genes o una red de genes involucrados en la regeneración axonal.

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Auspiciador

Palabras clave

DIAPAUSA, NEURONAS SENSORIALES, REGENERACION NEURONAL

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