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Estudio de la evolución adaptativa del receptor colinérgico nicotínico alfa9 alfa 10


Study of the adaptative evolution of the alfa9 alfa10 nicotinic cholinergic receptor subunits

Marcovich, Irina

Director(a):
Elgoyhen, Ana Belén
 
Institución otorgante:
Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Fecha:
2019-04-03
Tipo de documento: 
info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
 
Formato:
application/pdf
Idioma:
spa
Descripción:
Los receptores nicotínicos de acetilcolina (nAChRs) son receptores ionotrópicos excitatorios pertenecientes a la superfamilia de receptores pentaméricos activados por ligando. Estos se forman a partir de cinco subunidades iguales o diferentes (homoméricos y heteroméricos, respectivamente). En vertebrados, los nAChRs se clasifican funcionalmente y según el sitio de expresión en neuronales y no neuronales. Los neuronales pueden ensamblarse a partir de al menos 9 subunidades diferentes por lo que su función puede ser regulada por la composición o estequiometría de las subunidades que se combinan para dar lugar a un receptor funcional. Las subunidades α9 y α10, que se expresan en las células ciliadas del oído interno y median la neurotransmisión en la sinapsis entre las fibras eferentes olivococleares y las células sensoriales del oído interno, constituyen un caso particular de nAChR, ya que no se co-ensamblan con otras subunidades de nAChRs, no se expresan en el sistema nervioso central y presentan una farmacología peculiar. Por ejemplo, la nicotina funciona como un antagonista de estos receptores. Respecto de la historia evolutiva, se ha determinado que, a diferencia de la mayoría de las subunidades de nAChRs neuronales que estuvieron sujetas a selección purificadora, la subunidad α10 sufrió selección positiva en el linaje de mamíferos. Más aún, se han determinado importantes diferencias en las propiedades biofísicas de los nAChRs α9α10 de rata y pollo. Dado que las subunidades α9 y α10 de los nAChRs son las únicas que se expresan en las células ciliadas de la cóclea y que no se ensamblan con otras subunidades nicotínicas, proponemos que la única fuente de adquisición de variantes funcionales adaptadas a las necesidades de las distintas especies de vertebrados ha sido la incorporación de sustituciones no sinónimas en la región codificante de la proteína. Por otro lado, dado que los nAChRs neuronales pueden ensamblarse a partir de diferentes subunidades presentes en el sistema nervioso central, la variabilidad funcional podría estar dada por la combinatoria de subunidades que se expresan en una región específica del cerebro en cada especie particular. Para poner a prueba esta hipótesis, hemos estudiado, en primer lugar, las propiedades biofísicas de los nAChRs recombinantes α9α10, α4β2 y α7 (estos dos últimos nAChRs neuronales de alta expresión en el CNS) de tres especies de vertebrados: Rattus novergicus (Mammalia), Gallus gallus (Sauropsida) y Xenopus tropicalis (Amphibia) utilizando la técnica de expresión heteróloga en oocitos seguida de fijación del voltaje con dos microelectrodos. Hemos determinado que, mientras que las propiedades biofísicas de los nAChR neuronales α4β2 y α7 no varían entre especies de vertebrados, las propiedades biofísicas de los nAChRs α9α10 difieren drásticamente entre especies. En segundo lugar, determinamos que las secuencias aminoacídicas de las subunidades que se expresan en el epitelio auditivo presentan mucha divergencia entre especies de vertebrados, mientras que las subunidades restantes presentan restricciones a los cambios en sus secuencias y estuvieron sujetas a selección purificadora. Por último, hemos estudiado en forma comparada los patrones de expresión espacial de varias subunidades neuronales en el cerebro de diferentes especies de amniotas. Los resultados demuestran que los patrones de expresión espacial de una misma subunidad neuronal son diferentes entre distintas especies, lo cual refleja divergencia de sus secuencias regulatorias. En conjunto, nuestros resultados apoyan la hipótesis de que la historia evolutiva de cada subunidad está determinada por los mecanismos con los que cuentan el oído interno y el cerebro para generar variabilidad funcional de los receptores nicotínicos.
Identificador:
http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6649_Marcovich
Derechos:
info:eu-repo/semantics/openAccess
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ar/
Licencia de uso:
Licencia Creative Commons


Cita bibliográfica:

Marcovich, Irina  (2019-04-03).     Estudio de la evolución adaptativa del receptor colinérgico nicotínico alfa9 alfa 10.  (info:eu-repo/semantics/doctoralThesis).    Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.    [consultado:  ] Disponible en el Repositorio Digital Institucional de la Universidad de Buenos Aires:  <http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6649_Marcovich>