Estudio de la función y regulación del gen ovino "HSP90AA1"

Resumen

El cambio climático, el aumento de la temperatura global y la desertificación de nuestro planeta hacen necesaria la búsqueda de especies ganaderas rústicas y adaptadas a estas nuevas condiciones ambientales, y cuya capacidad productiva no se vea mermada por dichos factores. La especie ovina fue una de las primeras especies domesticadas. Este pequeño rumiante está muy bien adaptado a climas agrestes y áridos y generalmente se explota por su triple aptitud productiva de lana, leche y carne. Todos los organismos vivos poseen una serie de mecanismos para afrontar los cambios de temperatura que se producen en el medio ambiente en que se desarrollan denominados respuesta al estrés térmico (HSR). La HSR activa una serie de genes, entre los cuales tiene gran importancia aquellos que codifican las proteínas de shock térmico (HSP). Las HSPs se encargan de restaurar la homeostasis celular, alterada como consecuencia del estrés por calor (HS). En concreto, la hsp90? realiza esta función identificando proteínas cuya conformación se ve alterada por el aumento de la temperatura para su posterior reparación o destrucción. El gen HSP90AA1 que codifica la Hsp90?, ha sido caracterizado y mapeado en la especie ovina. El presente estudio, se ha focalizado en la caracterización de la región promotora de este gen que es altamente polimórfica. Con el fin de analizar el posible efecto de 11 polimorfismos sobre la regulación del gen, se han realizado estudios de expresión génica con muestras biológicas recogidas en momentos de distintas condiciones ambientales. Se ha podido constatar que el genotipo CC de la transversión g.660G>C incrementa la expresión del gen tanto en condiciones de termo neutralidad como de HS. Además, que la presencia en homocigosis de la inserción de una citosina, g.667_668insC, incrementa hasta tres veces la tasa de transcripción del gen solo bajo condiciones de estrés térmico. El promotor del gen HSP90AA1 ha sido caracterizado como un promotor híbrido que no solo contiene caja TATA, sino que además posee una isla CpG reguladora. Este hecho confiere a este tipo de promotores una mayor plasticidad respecto a la regulación de su transcripción. Además, dentro de esta isla CpG es donde se encuentran los polimorfismos detectados, constatándose que el SNP g.660G>C genera un sitio de metilación de novo especifico del alelo G. Mediante experimentos in vitro se pudo comprobar que la combinación de dos citosinas, g.667_668insC y C-660, producen la mayor tasa de transcripción del gen bajo HS. Se ha determinado la presencia de los 11 polimorfismos detectados en 31 razas ovinas constatándose la existencia de una correlación significativa entre las frecuencias de aquellos ligados a la respuesta a estrés térmico y las variables climáticas preponderantes de los lugares de origen de algunas de las razas ovinas estudiadas. La comparación de la secuencia del promotor del gen HSP90AA1 en 9 especies domesticas y salvajes de la subfamilia Caprinae ha permitido comprobar la presencia de varios de los polimorfismos en dichas especies y obtener resultados sorprendentes en cuanto a sus posibles relaciones filogenéticas. Finalmente, y como resultado más directamente aplicable al sector de producción ovina, se han correlacionado los genotipos de los polimorfismos ligados a la HSR con la tasa de fragmentación del ADN espermático de los carneros medida en momentos de diferentes condiciones climáticas. Se ha observado que existen fases en el proceso de la espermatogénesis, en las que la temperatura ambiental es un factor crítico en el óptimo desarrollo de las células germinales masculinas. Estos resultados, indican que la gran variabilidad polimórfica presente en la región promotora del gen HSP90AA1 tiene una gran implicación a nivel molecular con consecuencias sobre la variabilidad de un carácter reproductivo.