Dictyostelium es una ameba que vive en el suelo alimentándose de bacterias. Las señales de ausencia de nutrientes, desencadenan un complejo programa morfogenético que conlleva la formación de un cuerpo fructífero con dos tipos celulares perfectamente diferenciados, esporas y células tallo. La diferenciación de estos dos tipos celulares requiere una compleja regulación de rutas de señalización en las que diferentes señales (AMP cíclico, DIF-1, amonio) juegan un papel clave en la especificación de un tipo celular u otro. El AMPc, es esencial para el inicio del proceso de diferenciación y desarrollo. El morfógeno DIF-1, induce la diferenciación a células tallo y reprime la formación de esporas. El amonio, se genera como consecuencia de la intensa actividad metabólica y actúa como una base débil inhibiendo la diferenciación de ambos tipos celulares y regulando el inicio de la culminación (Stremcki et al., 2005; Williams, 2006). Este trabajo de tesis doctoral se ha basado en la caracterización genética y molecular de un mutante deficiente en la diferenciación de células tallo que hemos llamado, padA. El mutante fue aislado a partir de una genoteca, construída mediante la técnica REMI (Kuspa y Loomis, 1992), por su incapacidad para inducir la expresión del gen pretallo ecmB en presencia de DIF-1 (Sarafimidis, 2003). El mutante termosensible padA, recapitulado en el fondo silvestre, presenta una disrupción terminal en el gen padA que codifica una proteína truncada en la región carboxi-terminal. La proteína mantiene actividad residual a la temperatura óptima de crecimiento, 22ºC y carece de actividad a la temperatura restrictiva, 27ºC. La termosensibilidad del alelo padA nos permite estudiar las funciones de un gen esencial para el crecimiento y desarrollo de D. discoideum. El fenotipo del mutante padA es pleitrópico, a 22ºC, el crecimiento vegetativo es más lento y el desarrollo presenta un retraso general. A 27ºC, las amebas mutantes no son capaces de crecer en medio axénico, mientras que el tipo silvestre lo hace con normalidad hasta 30ºC (Saito et al., 2005). A esta temperatura, el mutante presenta un bloqueo en el desarrollo y las pocas estructuras que consiguen superarlo, forman unas estructuras aberrantes que mantienen la verticalidad y recuersan a un cuerpo fructífero, carecen de células tallo y esporas perfectamente diferenciadas. El análisis estructural in silico de la proteína PadA, así como las mutaciones puntuales realizadas en los dominios funcionales de la proteína, nos ha permitido demostrar que PadA es un miembro de la superfamilia estructural de proteínas "NAD/P-Rossman fold" y pertenece a la familia de las hidrógeno reductasas de cadena corta o "SDR-proteíns". Dentro de esta familia los homólogos más próximos a PadA se encuentran en el grupo de los reguladores transcripcionales negativos, representado por las proteínas Nmr1 y Nmr2, identificadas y aisladas en Neurospora crassa y Aspergillus nidulans, respectivamente (Fu y Marzluf, 1988; Andrianopaulos et al., 1998). Tanto Nmr1 como Nmr2, son co-represores transcripcionales en la ruta de represión por metabolito de amonio, que regula el patrón de expresión de genes del metabolismo primario y secundario en hongos (Wilson y Arst, 1998). La actividad de estas proteínas está modulada por la unión con NAD/NADP, que regula la interacción con los factores de transcripción tipo GATA (Stammers, 2001; Lamb et al., 2004). En Dictyostelium, es la primera vez que se describen este tipo de proteínas NmrA y el análisis del genoma predice que existen 21 factores de transcripción tipo GATA (Eichiger et al., 2004). El descubrimiento de este nuevo tipo de reguladores transcripcionales en Dictyostelium pone de manifiesto la elevada complejidad de los mecanismos de regulación que controlan la diferenciación celular en este organismo.

Leída en Universidad Complutense. Facultad de Ciencias Biológicas el 01/18/2008; 136 págs.

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