Drosophila - Severo Ochoa - Universidad Autónoma de Madrid

Jefe de Línea /
Group Leader:
José María Requena Rolanía
Postdoctorales /
Postdoctoral :
Graciela Uzcanga Urbina
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Cristina Folgueira Fernández
Javier Carrión Herrero
Daniel Ruiz Abanades
Estudiantes /
Undergraduated Students:
Pablo Olivares Pedraza
Ana Isabel García Mace
Nadia Madrid Elena
Científicos visitantes /
Visiting scientist:
Ana Margarita Montalvo Álvarez
Instituto de Medicina Tropical
Pedro Kouri (La Habana, Cuba)
Regulación de la expresión génica Regulation of gene expression
Regulación de la expresión génica
en Leishmania
Resumen de investigación
Los protozoos parásitos del género Leishmania son agentes
etiológicos de enfermedades con amplia distribución
geográfica conocidas como leishmaniasis. Leishmania
posee un ciclo de vida digenético, donde alternan las
formas promastigote flagelado, que se mutiplica en
flebotomos, y amastigote aflagelado, que es intracelular
obligado y se multiplica en los macrófagos de huéspedes
vertebrados. Como eucariota, Leishmania es atípico: todos
los genes codificantes de proteínas, como en otros
tripanosomátidos, se organizan en largas unidades
transcripcionales que generan RNA policistrónicos que
finalmente son procesados a mRNAs monocistrónicos por
“trans-splicing” y poliadenilación.
Nuestro grupo está interesado en el estudio de los
mecanismos de expresión génica en Leishmania infantum,
especie endémica en España. Concretamente, estamos
estudiando la regulación de los genes HSP83/90 y HSP70.
En este parásito digenético, expuesto a cambios de
temperatura, la respuesta al choque térmico está asociada
a la diferenciación morfológica. Hemos demostrado que la
regulación de la respuesta al choque térmico ocurre
exclusivamente a nivel post-trancripcional e implica a
secuencias situadas en las regiones 3’UTR de los mRNAs,
que modulan la estabilidad y la eficiencia traduccional de
éstos. A modo de ejemplo, la figura 1 resume los
mecanismos reguladores que operan sobre los genes del
locus HSP70. El locus consta de seis copias organizadas en
un tándem directo y que se diferencian en sus 3’UTRs.
Aunque todos los genes se transcriben de forma similar, los
mRNAs para los genes 1-5 (HSP70-I) aumentan tras un
choque térmico, mientras que los mRNAs del gen 6 (HSP70-
II) no cambian. Por otro lado, los transcritos HSP70-I se
encuentran asociados a los ribosomas tanto a las
temperaturas normal como de choque térmico, mientras
que los transcritos HSP70-II se traducen sólo durante el
choque térmico. Así, mientras que los genes HSP70-I se
regulan por estabilización de sus mRNAs, el gen HSP70-II
se regula a nivel traduccional.
Regulation of gene expression in
Leishmania
Research summary
Protozoan parasites of the genus Leishmania are
aetiological agents of leishmaniasis, a major health problem
worldwide. Leishmania spp. have a digenetic life cycle,
alternating between free-living, flagellated promastigotes in
phlebotomine sand flies, and obligate intracellular
aflagellated amastigotes that multiply within macrophages
of the vertebrate host. As a eukaryote, Leishmania is
atypical. All protein-encoding genes in trypanosomatids are
organized in large transcription units that generate
polycistronic precursor RNAs which are then processed to
monocistronic mRNAs by trans-splicing and
polyadenylation.
Our group is interested in the study of mechanisms of gene
expression in Leishmania infantum, species that is endemic
in Spain. In particular, we are concentrated in analysing the
regulation of two heat shock genes, i.e. HSP83/90 and
HSP70. In this digenetic parasite, which is exposed to
drastic temperature changes, the heat shock response is
believed to be involved in promoting stage differentiation.
We have demonstrated that the regulation of the heat shock
response occurs exclusively at the post-transcriptional level
and involves sequences within the 3’-untranslated regions
(3’UTR) of mRNAs that modulate RNA stability and/or
translational efficiency. As an example, figure 1 summarizes
the regulatory mechanism operating on the genes
composing the HSP70 locus. The locus consists of six
copies arranged in a head-to-tail tandem differing in their
3’UTRs. Although all genes are transcribed at similar rates,
the abundance of the mRNAs derived from HSP70 genes 1
to 5 (HSP70-I) increases following heat shock, while the
mRNAs derived from HSP70 gene 6 (HSP70-II) remain
unaffected. On the other hand, the HSP70-I transcripts were
found associated with ribosomes at both normal and heat
shock temperatures, whereas the HSP70-II transcripts seem
to be translated only at heat shock temperatures. Thus,
while HSP70-I genes are regulated at the level of mRNA
stability, the HSP70-II gene is regulated at the translational
one.
E14
Publicaciones
Publications
Quijada, L., Soto, M. and Requena, J.M. (2005). Genomic DNA
macroarrays as a tool for analysis of gene expresión in Leishmania.
Exp. Parasitol. 111, 64-70.
Folgueira, C., Quijada, L., Soto, M., Abanades, D.R., Alonso, C. and
Requena, J.M. (2005). The translational efficiencies of the two
Leishmania infantum HSP70 mRNAs, differing in their 3'-untranslated
regions, are affected by shifts in the temperature of growth through
different mechanisms. J. Biol. Chem. 280, 35172-13183.
Carrion, J., Nieto, A., Iborra, S., Iniesta, V., Soto, M., Folgueira, C.,
Abanades, D.R., Requena, J.M. and Alonso, C. (2006).
Immunohistological features of visceral leishmaniasis in BALB/c mice.
Parasite Immunol. 28, 173-183.
Folgueira, C., Cañavate, C., Chicharro, C. and Requena, J.M. (2006).
Genomic organization and expression of the HSP70 locus in New and
Old World Leishmania species. Parasitology. 134, 1-9.
Tesis doctorales
Doctoral Theses
Cristina Folgueira Fernández. (2006). Los genes HSP70 de
Leishmania: importancia de la regulación traduccional y relevancia
biológica del gen HSP70-II.
Otras actividades
Other activities
Coordinador del Grupo de Parasitología Molecular de la SEBBM.
Miembro de la Editorial Board de BMC Microbiology.
CBM 2005/2006
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Figura 1 . Regulación de la expresión génica del locus HSP70 de Leishmania.
Figure 1. Regulation of gene expresión of the Leishmania HSP70 locus.
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