Regulación temprana de la expresión de genes de la sinapsis en el hipocampo mediante la vía de señalización WNT/β-catenina
Cargando...
Archivos
Fecha
2017
Autores
Profesor/a Guía
Facultad/escuela
Idioma
es
Título de la revista
ISSN de la revista
Título del volumen
Editor
Universidad Andrés Bello
Nombre de Curso
Licencia CC
Licencia CC
Resumen
La vía de señalización Wnt/β-catenina modula el desarrollo del cerebro y su función. Su desregulación ha sido asociada con distintas patologías neurodegenerativas y del neurodesarrollo. A nivel molecular, regula genes relacionados con la sinapsis, proliferación y diferenciación, entre otros. Debido a que uno de sus principales efectos es la modular genes blanco, nos planteamos la siguiente hipótesis: “La vía de señalización Wnt/β-catenina regula la expresión temprana de genes relacionados a la sinapsis en el hipocampo”. El objetivo de este trabajo consistió en examinar los cambios en el programa transcripcional global al inducir de forma temprana (4 h) cultivos primarios de neuronas hipocampales de rata con la proteína Wnt3a purificada. Los resultados obtenidos por RNASeq, permitió la identificación de 170 genes expresados diferencialmente, incluyendo blancos directos regulados por la vía de señalización como NOTUM, AXIN2 y LEF1. De igual forma el análisis permitió identificar nuevos candidatos como FAM84a, STK32a y ITGA9. Los principales procesos biológicos enriquecidos entre los genes expresados diferencialmente incluyó categorías ontológicas asociadas con precursores neuronales (GO:0061364, p-adjusted = 2.5x10-7), desarrollo del prosencéfalo (GO:0030900, p-adjusted = 7.3x10-7) y diferenciación de células madre (GO:0048863 p-adjusted = 7.3x10-7). Del mismo modo, la expresión de un número significativo de genes con actividad de factor transcripcional fue inducida (GO:0043565, p-adjusted = 4.1 x10-6). Junto a lo anterior se estudió las redes moleculares enriquecidas y se detectó 3 módulos sobre-expresados altamente significativos, los que se encuentran involucrados en procesos metabólicos de glicerolípidos (GO:0046486, p-adjusted = 4.5x10-19), aprendizaje y memoria (GO:0007611, p-adjusted = 4.0x10-5) y secreción de neurotransmisores (GO:0007269, p-adjusted = 5.3x10-12). Nuestros resultados sugieren que Wnt/β-catenina controla múltiples procesos biológicos relacionados con la estructura neuronal y su actividad, los cuales se ven afectados en distintos trastornos que presentan disfunción sináptica.
Wnt/β-catenin signaling modulates brain development and function and its deregulation underlies pathological changes occurring in neurodegenerative and neurodevelopmental disorders. Since one of the main effects of Wnt/β-catenin signaling is the modulation of target genes, in the present work we examined global transcriptional changes induced by short-term Wnt3a treatment (4 h) in primary cultures of rat hippocampal neurons. RNASeq experiments allowed the identification of 170 differentially expressed genes, including known Wnt/β-catenin target genes such as NOTUM, AXIN2 and LEF1, as well as novel candidates FAM84a, STK32a and ITGA9. Main biological processes enriched with differentially expressed genes included neural precursor (GO:0061364, p-adjusted = 2.5x10-7), forebrain development (GO:0030900, p-adjusted = 7.3x10-7) and stem cell differentiation (GO:0048863 p-adjusted = 7.3x10-7). Likewise, following activation of the signaling cascade, the expression of a significant number of genes with transcription factor activity was induced (GO:0043565, p-adjusted = 4.1 x10-6). We also studied molecular networks enriched upon Wnt3a activation and detected three highly significant expression modules involved in glycerolipid metabolic process (GO:0046486, p-adjusted = 4.5x10-19), learning or memory (GO:0007611, p-adjusted = 4.0x10-5) and neurotransmitter secretion (GO:0007269, p-adjusted = 5.3x10-12). Our results suggest that Wnt/β-catenin mediated transcription controls multiple biological processes related with neuronal structure and activity that are affected in synaptic dysfunction disorders.
Wnt/β-catenin signaling modulates brain development and function and its deregulation underlies pathological changes occurring in neurodegenerative and neurodevelopmental disorders. Since one of the main effects of Wnt/β-catenin signaling is the modulation of target genes, in the present work we examined global transcriptional changes induced by short-term Wnt3a treatment (4 h) in primary cultures of rat hippocampal neurons. RNASeq experiments allowed the identification of 170 differentially expressed genes, including known Wnt/β-catenin target genes such as NOTUM, AXIN2 and LEF1, as well as novel candidates FAM84a, STK32a and ITGA9. Main biological processes enriched with differentially expressed genes included neural precursor (GO:0061364, p-adjusted = 2.5x10-7), forebrain development (GO:0030900, p-adjusted = 7.3x10-7) and stem cell differentiation (GO:0048863 p-adjusted = 7.3x10-7). Likewise, following activation of the signaling cascade, the expression of a significant number of genes with transcription factor activity was induced (GO:0043565, p-adjusted = 4.1 x10-6). We also studied molecular networks enriched upon Wnt3a activation and detected three highly significant expression modules involved in glycerolipid metabolic process (GO:0046486, p-adjusted = 4.5x10-19), learning or memory (GO:0007611, p-adjusted = 4.0x10-5) and neurotransmitter secretion (GO:0007269, p-adjusted = 5.3x10-12). Our results suggest that Wnt/β-catenin mediated transcription controls multiple biological processes related with neuronal structure and activity that are affected in synaptic dysfunction disorders.
Notas
Tesis (Magíster en Biotecnología)
Proyecto FONDECYT 1140353 de la Comisión Nacional de Ciencia y Tecnología de Chile (CONICYT), otorgado al Doctor Giancarlo De Ferrari Valentini.
Proyecto FONDECYT 1140353 de la Comisión Nacional de Ciencia y Tecnología de Chile (CONICYT), otorgado al Doctor Giancarlo De Ferrari Valentini.
Palabras clave
Vía de Señalización Wnt, Regulación Genética