Regulación Transcripcional

La regulación de la expresión génica es el resultado del control combinado de varios procesos: transcripción y procesamiento del RNA en el núcleo, traducción y degradación del RNA en el citoplasma. Uno de estos procesos, la transcripción por la RNA polimerasa II (RNAPII), juega un papel central en la expresión génica de todos los organismos vivos. Su actividad se encuentra fuertemente regulada a lo largo de todo el ciclo de transcripción, y coordinada con otras funciones nucleares en una compleja red de conexiones. El principal regulador de estas conexiones es la propia RNAPII, siendo el dominio carboxilo terminal (CTD) de su subunidad mayor, Rbp1, de una gran importancia. Así, la fosforilación específica y diferencial de este dominio a lo largo de todo el ciclo transcripcional regula y coordina la transcripción con el procesamiento de los pre-mRNAs y el trasporte de los mRNAs y con el remodelamiento y las modificaciones de la cromatina. Por lo tanto, la fosforilación de la RNAPII es uno de los procesos clave en la regulación de la expresión génica en general y, en consecuencia, el estudio de los mecanismos que subyacen a la misma es de gran interés en este campo.

El principal objetivo de nuestra investigación es descifrar algunos de los mecanismos moleculares que regulan la transcripción en general, y la fosforilación de la RNAPII en particular. En este sentido, recientemente, hemos demostrado que el coactivador transcripcional Sub1, originalmente implicado en la iniciación de la transcripción, realiza otras funciones durante la transcripción. Así, por un lado, influye globalmente sobre la modulación de la fosforilación de la RNAPII durante todo el ciclo de transcripción y, por otro, se asocia con el complejo de elongación Spt5/4, influyendo en la tasa de la elongación de la transcripción. Sub1 es capaz de realizar distintas funciones en varios de los procesos del metabolismo de los RNAs, aunque seguimos sin conocer los mecanismos exactos. Más recientemente, hemos demostrado que dos de las subunidades de la RNAPII juegan un papel clave en la fosforilación del CTD (Allepuz-Fuster, 2014). Nuestros datos sugieren un modelo en el que Rpb4/7 ayudan al reclutamiento de las enzimas modificadoras del CTD (en concreto las fosfatasas). Además, acabamos de demostrar que Sub1 interacciona directamente con la RNAPII a través de Rpb4/7 (Garavís et al, 2016). Actualmente estamos investigado cómo Sub1, Rpb4/7 y los factores asociados regulan y coordinan todos estos procesos implicados en la expresión génica, y en particular la fosforilación de la RNAPII. Para ello, utilizamos Saccharomyces cerevisiae como organismo modelo de estudio y diversas técnicas genéticas, bioquímicas y moleculares.

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Modelo donde se muestra como Sub1 se asocia a la cromatina durante todo el ciclo de transcripción, desde la preiniciación hasta la terminación, y su implicación en varios aspectos de la biogénesis del mRNA, a través de la interaction con factores de iniciación (TFIIB), de elongación (Spt5) y de terminación-poliadenilación (Rna15). Localización de Sub1 en el complejo de iniciación. Sub1 interacciona con el DNA y la RNAPII via Rpb4/7 para modular la síntesis del mRNA y la fosforilación del CTD.

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Miembros del grupo

Olga Calvo Científico Titular (CSIC)
Paula Allepuz Estudiante de Doctorado
Noelia González Titulado Superior
Álvaro Arévalo Estudiante de Grado
Esperanza Miñambres Estudiante de Grado

Contacto

Olga Calvo ocalvo@usal.es
923294904
Laboratorio 2.4

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Proyectos de investigación

MINECO BFU2017-84694