Estudi de la regulació transcripcional del gen de la proteïna desacobladora UCP3

• Autores: Neus Pedraza González
• Directores de la Tesis: Francesc Villarroya Gombau (dir. tes.), Gemma Solanas Garcia (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2004
• Idioma: catalán
• Tribunal Calificador de la Tesis: Miquel Llobera Sande (presid.), Diego Haro Bautista (secret.), Juan Carlos Laguna Egea (voc.), María Ángeles Martínez Balbás (voc.), Lluís Fajas Coll (voc.)
• Materias:
  • Ciencias de la vida
    • Biología molecular
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: TDX
• Resumen
  • català

    El gen "UCP3" sexpressa majoritàriament al múscul esquelètic i al TAM en rosegadors, i pràcticament de manera exclusiva al múscul esquelètic en humans. El gen sactiva en resposta a diferents estímuls, entre els quals trobem làcid retinoic, els àcids grassos no esterificats i les hormones tiroïdals. Lestudi de la regulació de la transcripció del gen "UCP3" en cèllules musculars ens ha permès obtenir informació sobre els mecanismes moleculars responsables de lexpressió d"UCP3" al múscul esquelètic i de la modulació daquesta expressió deguda als estímuls esmentats. Lestudi de la regulació de lexpressió d"UCP3in vivo" ens ha permès establir la importància dalguns daquests mecanismes en un context fisiològic.

    Dacord amb lexpressió específica d"UCP3" al múscul, el factor de transcripció miogènic MyoD és necessari per lactivitat basal del promotor del gen "UCP3". MyoD regula lexpressió del gen humà "UCP3" a través dunes seqüències semblants a Ebox properes al lloc dinici de la transcripció (-29/-9). A més a més, lactivació del promotor del gen humà "UCP3" per MyoD és necessària per tal que làcid retinoic, els àcids grassos o les hormones tiroïdals en modulin lactivitat.

    Làcid retinoic, un conegut activador transcripcional de lexpressió dels gens "UCP1" i "UCP2", activa lexpressió del gen "UCP3" en cèllules musculars diferenciades. La resposta del gen "UCP3" humà a làcid retinoic està mitjançada pels receptors dàcid retinoic (RAR-RXR) i lelement de resposta a hormones DR1 (AGGTTTCAGGTCA) situat a la regió proximal (-71/-59) del promotor d"UCP3".

    Per altra banda, lactivació del gen "UCP3" pels àcids grassos es dóna a través de PPARalfa o PPARdelta (receptors activats per proliferadors peroxisomals) i de lelement DR1, in vitro i in vivo. En ratolins PPAR-alfa-KO sha observat una necessitat diferencial de PPAR-alfa per regular lexpressió del gen "UCP3", en funció del teixit (cor o múscul esquelètic) i de lestadi del desenvolupament (nounats i adults).

    A nivell molecular, els processos dacetilació són importants per lactivació del promotor del gen "UCP3". El coactivador p300 és capaç de coactivar la resposta dependent de lligand de PPAR-alfa en el promotor, i lactivitat acetiltransferasa de p300 és necessària per aquesta coactivació. Tant lestat dacetilació de les histones com de MyoD són importants per lactivació del promotor del gen "UCP3".

    Finalment, sha observat que les hormones tiroïdals activen lexpressió del gen "UCP3" humà i de ratolí al múscul esquelètic in vivo i en cèllules musculars en cultiu. Les hormones tiroïdals activen el promotor d"UCP3" a través dels receptors dhormones tiroïdals (TR) i la regió del DNA que conté lelement DR1.

    Per tant, lelement DR1 present en la regió proximal del promotor del gen "UCP3" és un element multihormonal que mitjança lactivació del gen "UCP3" per làcid retinoic, les hormones tiroïdals i els àcids grassos. En el futur, seria interessant estudiar la relació que sestableix entre aquestes vies de senyalització "in vivo".

  • English

    "UCP3" gene is mainly expressed in skeletal muscle and brown adipose tissue in rodents, and almost exclusively in skeletal muscle in humans. The gene is activated in response to different stimulus, such as retinoic acid, fatty acids and thyroid hormones. In the present study we investigate the molecular mechanisms responsible for "UCP3" gene expression in skeletal muscle and for the retinoic acid, fatty acids and thyroid hormones-dependent activation. Studying "UCP3" gene regulation "in vivo" has allowed to establish the importance of some of these mechanisms in a physiological context.

    In agreement with the specific expression of human "UCP3" in muscle, the myogenic transcription factor MyoD is needed for "UCP3" promoter basal activity. MyoD regulates the expression of the human "UCP3" gene through Ebox-like sequences near the initiation transcription site (-29/-9). Moreover, MyoD is necessary for retinoic acid, fatty acid or thyroid hormone-dependent activation of the "UCP3" promoter.

    Retinoic acid, a transcriptional activator of "UCP1" and "UCP2" gene expression, activates "UCP3" gene expression in differentiated skeletal muscle cells. Human "UCP3" gene response to retinoic acid is mediated by retinoic acid receptors (RAR-RXR) through a hormone response element DR1 (AGGTTTcAGGTCA) located in the proximal region of the promoter (-71/-59).

    In addition, "UCP3" gene activation by fatty acids is achieved by PPAR-alpha or PPAR-delta (peroxisome proliferator activated receptor) through the previously described DR1, "in vitro" and "in vivo". Studies in PPAR-alpha-KO mice has revealed that PPAR-alpha is differentially required for "UCP3" gene expression, depending on tissues (heart or skeletal muscle) and development stages (newborns and adults).

    Finally, thyroid hormones activate human and mouse "UCP3" gene expression "in vivo" and "in vitro". This activation is mediated by thyroid hormone receptor (TR) through the DNA region that contains the DR1 element, in both human and mouse "UCP3" promoter.

    In conclusion, the DR1 element located in the proximal region of "UCP3" gene promoter is a multihormonal response element able to mediate retinoic acid, thyroid hormone and fatty acid-dependent activation of "UCP3" gene. In the future, it should be interesting to study the relationship between these signalling pathways "in vivo".