Análisis funcional de proteínas que unen ácidos grasos y retinol (FAR) pertenecientes al phylum Nematoda

Abstract

La tesis doctoral titulada "Análisis funcional de proteínas que unen ácidos grasos y retinol (FAR) pertenecientes al phylum Nematoda," se centra en el estudio de proteínas FAR en nematodos, con un enfoque particular en su función y estructura. Los nematodos son gusanos redondos que durante su evolución han logrado habitar casi todos los ecosistemas conocidos, pudiendo encontrar varias especies de vida libre y muchas otras parásitas de plantas y animales, incluido el humano. Tienen una gran importancia ecológica y médica, donde juegan un papel crucial en la mineralización de nutrientes y la redistribución de microorganismos y, en el ámbito médico, son responsables de diversas enfermedades conocidas como helmintiasis. Las proteínas FAR (Fatty Acid and Retinol binding proteins) son un subgrupo de proteínas de unión a lípidos (LBP), que tienen la capacidad de unir ácidos grasos y retinol. Son de gran interés dado que son exclusivas de nematodes y resultarían importantes para la supervivencia y reproducción de las especies parásitas. Sin embargo, aún no se han terminado de definir sus posibles funciones y se desconocen los mecanismos moleculares que implican. El objetivo general del presente trabajo de tesis es describir el rol biológico de las proteínas FARs mediante la caracterización estructura-función de distintos miembros de esta familia de proteínas, provenientes de nematodes de vida libre y parásitos. Particularmente, se trabajó con proteínas FARs de Necator americanus (parásito humano), Caenorhabditis elegans (nematode modelo de vida libre) y Caenorhabditis bovis (especie posiblemente parásita). Para abordar estos objetivos se realizaron experimentos in vivo con el nematode modelo C. elegans y experimentos in vitro, trabajando con proteínas FAR producidas de forma recombinante en Escherichia coli. Con el modelo C. elegans, se llevaron a cabo ensayos de fertilidad, desarrollo y longevidad, empleando cepas mutantes knock out. Además, se hicieron estudios de silenciamiento de genes mediante ARNi y tinción para evaluar las reservas lipídicas. Los experimentos in vitro incluyeron la obtención de construcciones plasmídicas, mutagénesis sitio-dirigida y posterior purificación las proteínas. Luego, para analizar la estructura y función de las proteínas, se utilizaron técnicas como dicroísmo circular y espectroscopia de fluorescencia. Los resultados obtenidos, estudiando mutantes knock out de C. elegans para las proteínas FARs, sugieren que algunas isoformas estarían relacionadas con el desarrollo y reproducción de los nematodes. Por otro lado, respecto a la caracterización estructural y funcional de las proteínas FAR purificadas, mostraron que son capaces de unir ácidos grasos y fosfolípidos. Además, el modelado de las proteínas y los análisis estructurales mostraron resultados esperables para miembros de la familia de las FARs. Esta tesis destaca la importancia de las proteínas FAR en nematodes. La evidencia de los resultados refuerza las hipótesis de que estas proteínas estarían implicadas en procesos de desarrollo y reproducción. Además, para el caso de las FARs de C. bovis, se ha confirmado su estructura y capacidad de unir ligandos hidrofóbicos para las tres isoformas de FARs recientemente anotadas en su genoma; las cuales podrían haber sido cruciales para la adaptación a un nuevo ambiente dentro del género, distinto al de vida libre.