Els factors GATA4 i GATA5 en la regulació transcripcional del gen que codifica pel canal de sodi cardíac (SCN5A)
- Autores: Anna Tarradas Pou
- Directores de la Tesis: Ramón Brugada Terradellas (dir. tes.), Sara Pagans Lista (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat de Girona ( España ) en 2017
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: María Ángeles Martínez Balbás (presid.), Antoni Benito Mundet (secret.), G. Sarquella-Brugada (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Biología Molecular, Biomedicina y Salud por la Universidad de Girona
- Materias:
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- Tesis en acceso abierto en: TDX
- Resumen
El gen SCN5A codifica la subunidad alfa del canal de sodio cardíaco dependiente de voltaje (NaV1.5) el cual permite la entrada de iones sodio a través de la membrana de los cardiomiocitos. Variantes genéticas en el SCN5A se han relacionado con enfermedades arrimtogénicas que se asocian a un mayor riesgo de muerte súbita cardíaca. Evidencias sugieren que una expresión anómala del gen SCN5A puede dar lugar a susceptibilidad a sufrir arritmias cardíacas. Sin embargo, los mecanismos que regulan la expresión de SCN5A son muy poco conocidos. Para entender mejor dichos mecanismos, el objetivo de la presente tesis fue estudiar la regulación transcripcional del gen SCN5A por los factores de transcripción GATA cardíacos (GATA4, GATA5 y GATA6).
Las herramientas bioinformáticas TFSearch y MEME permitieron predecir múltiples sitios de unión de los factores GATA desde la región 5'UTR hasta el intrón 1 del gen SCN5A. Experimentos reporteros en células cardiacas de rata H9c2 demostraron que GATA4 y GATA5 activan de manera sinérgica el promotor de SCN5A, mientras que GATA6 tiene un efecto leve sobre la actividad del promotor. En estos experimentos también se demostró que dos sitios de unión GATA situados en el intrón 1 de SCN5A participan en el efecto sinérgico de GATA4 y GATA5. Ensayos de immunoprecipitación de cromatina (ChIP) y de immunoprecipitación secuencial de cromatina demostraron que GATA4 y GATA5 coocupan el promotor y el intrón 1 de SCN5A en muestras de ventrículo izquierdo humano adulto. Este resultado sugiere que el efecto regulador de GATA4 y GATA5 tiene lugar en el corazón humano adulto. Los estudios de expresión, mediante Droplet Digital PCR indicaron que el gen GATA5 se expresa en el ventrículo izquierdo humano adulto; aún así, los niveles de mRNA detectados son sustancialmente inferiores a los de GATA4 y GATA6. Estos estudios demostraron también que los niveles de mRNA de GATA4 y de SCN5A correlacionan positivamente en las muestras de ventrículos, hecho que apoya un papel de GATA4 en el control de los niveles de mRNA de SCN5A.
En esta tesis también se ha estudiado el efecto de la acetilación de GATA4 en la regulación del gen SCN5A. Experimentos en células cardiacas H9c2 demostraron que GATA4 y la acetiltransferasa p300 activan sinérgicamente el promotor de SCN5A, lo que indica que el efecto de GATA4 sobre SCN5A está modulado por acetilación. En experimentos de ChIP se observó que GATA4 y p300 se unen a la misma región del promotor de SCN5A en las muestras de ventrículo humano adulto. De acuerdo con la actividad desacetilasa de HDAC2 sobre GATA4, la sobreexpresión de HDAC2 reduce la actividad transcripcional de GATA4 sobre el promotor de SCN5A.
Ensayos de acetilación y desacetilación in vitro de péptidos sintéticos de GATA4, y su posterior análisis por espectrometría de masas, indicaron que tres de las lisinas de GATA4 presentes en el dominio de unión al DNA son dianas de p300 y de HDAC2. Aunque previamente se habían descrito las lisinas K311, K318, K320 y K322 como los residuos dianas de p300, los resultados obtenidos en esta tesis demuestran que sólo dos de estas lisinas se acetilan. En cambio, se identificó la lisina K326 como un nuevo sitio de acetilación.
Los resultados obtenidos proponen un nuevo mecanismo de regulación de la transcripción del SCN5A en el corazón humano, basado en la acción sinérgica de GATA4 y GATA5 a través de la unión al promotor y al intrón 1 de SCN5A. En resumen, este estudio permite avanzar en el conocimiento de las bases moleculares de las arritmias cardiacas asociadas con alteraciones de la corriente de sodio.
