En condiciones de deprivación de oxígeno (hipoxia) las células animales modifican su patrón de expresión génica para restablecer el balance energético y la homeostasis. Esta respuesta adaptativa está mediada principalmente por el Factor Inducible por Hipoxia (HIF), el cual es un factor de transcripción heterodimérico, cuyas subunidades pertenecen a la familia bHLH-PAS.  En nuestro laboratorio intentamos dilucidar los mecanismos que median la adaptación a hipoxia, para lo cual combinamos experimentos in vivo en la mosca Drosophila melanogaster con experimentos en cultivos celulares.  

Proyectos en curso en el laboratorio

1. Búsqueda de nuevos reguladores de HIF

Llevamos a cabo un rastreo genómico por RNAi en células de Drosophila en cultivo, destinado a identificar nuevos reguladores de HIF y de la respuesta a hipoxia (Dekanty et al. 2010). Actualmente intentamos definir los mecanismos de acción de los nuevos reguladores de HIF que hemos identificado, los cuales incluyen a reguladores transcripcionales y traduccionales, modificadores de la cromatina y microRNAs. aaaaaaaaaaaaaaaaa

2. Adaptación a hipoxia y autofagia

Entre los nuevos reguladores que HIF hemos identificado a una inmunofilina de membrana, a la que hemos denominado “Zonda”, que participa en el control de la respuesta a hipoxia. Además de su función como regulador de HIF, Zonda juega un papel fundamental en etapas tempranas del proceso de autofagia. Actualmente estamos investigando en detalle cuál es la función molecular de Zonda en la autofagia, como así también la conexión existente entre la respuesta a hipoxia y la activación de la cascada autofágica.

3. microRNAs que participan en la regulación de HIF

Argonauta1 (Ago1) y otros componentes de la maquinaria de miRNAs fueron identificados en el rastreo genómico como elementos esenciales para la activación de la respuesta a hipoxia dependiente de HIF (Dekanty et al. 2010). Más recientemente, demostramos que miR-190 y otros microRNAs contribuyen específicamente a la activación de HIF y a la respuesta a hipoxia (De Lella Ezcurra et al. 2016). Actualmente intentamos definir los blancos moleculares de dichos miRNAs y los mecanismos moleculares por los que potencian la respuesta a hipoxia. aaaaaaaaaaaaaaaaa

4. Regulación traduccional de HIF y la función de Musashi

Durante la búsqueda de sitios de unión de miRNAs que realizamos en las RNAs mensajeros de las subunidades de HIF, encontramos secuencias consenso de reconocimiento del represor traduccional Musashi. Hemos demostrado que Musashi controla la traducción de HIF (Bertolin et al. 2016) y actualmente estamos caracterizando el papel fisiológico del eje Musashi-HIF en el desarrollo y la diferenciación celular de Drosophila. aaaaaaaaaaaaa

Melani, M., Valko, A., Romero, N.M., Aguilera, M.O., Acevedo, J.M., Bhujabal, Z., Perez-Perri, J., de la Riva-Carrasco, R.V., Katz, M.J., Sorianello, E., D'Alessio, C., Juhász, G., Johansen, T., Colombo, M.I., Wappner, P. Zonda is a novel early component of the autophagy pathway in Drosophila. Mol Biol Cell. 2017 Sep 13. doi: 10.1091/mbc.E16-11-0767. [Epub ahead of print] PubMed

Perez-Perri, J.I., Dengler, V.L., Audetat, A.K., Pandey, A., Bonner, E.A., Urh, M., Mendez, J., Daniels, D.L., Wappner, P., Galbraith, M.D., Espinosa, J.M. The TIP60 complex is a conserved coactivator of HIF1A. Cell Reports. 2016 Jun 28;16(1):37-47. PubMed

• Comentarios sobre este hallazgo en ScienceDaily

De Lella Ezcurra, A.L., Bertolin, A.P., Kim, K., Katz, M.J., Gándara, L., Misra, T., Luschnig, S., Perrimon, N., Melani, M., Wappner, P. miR-190 Enhances HIF-Dependent Responses to Hypoxia in Drosophila by Inhibiting the Prolyl-4-hydroxylase Fatiga. PLoS Genet. 2016 May 25;12(5):e1006073. PubMed

Bertolin, A.P., Katz, M.J., Yano, M., Pozzi, B., Acevedo, J.M., Blanco-Obregón, D., Gándara, L., Sorianello, E., Kanda, H., Okano, H., Srebrow, A., Wappner, P. Musashi mediates translational repression of the Drosophila hypoxia inducible factor. Nucleic Acids Res. 2016 May 3 PubMed

Katz, M.J., Gandara, L., De Lella Ezcurra, A.L., Wappner, P. Hydroxylation and translational adaptation to stress: some answers lie beyond the STOP codon. Cell Mol Life Sci. 2016 Feb 13. Review PubMed  

Simpson, P.D., Eipper, B.A., Katz, M.J., Gandara, L., Wappner, P., Fischer, R., Hodson, E.J., Ratcliffe, P.J., Masson, N. Striking Oxygen Sensitivity of the Peptidylglycine α-Amidating Monooxygenase (PAM) in Neuroendocrine Cells. J Biol Chem. 2015 Oct 9;290(41):24891-901. PubMed

Katz, M.J., Acevedo, J.M., Wappner, P. Growing with the wind. Ribosomal protein hydroxylation and cell growth. Fly (Austin). 2014;8(3):153-6. Review PubMed

Singleton, R.S., Liu-Yi, P., Formenti, F., Ge, W., Sekirnik, R., Fischer, R., Adam, J., Pollard, P.J., Wolf, A., Thalhammer, A., Loenarz, C., Flashman, E., Yamamoto, A., Coleman, M.L., Kessler, B.M., Wappner, P., Schofield, C.J., Ratcliffe, P.J., Cockman, M.E. OGFOD1 catalyzes prolyl hydroxylation of RPS23 and is involved in translation control and stress granule formation. Proc Natl Acad Sci U S A. 2014 Feb 18. [Epub ahead of print]     PubMed

Katz, M.J., Acevedo, J.M., Loenarz, C., Galagovsky, D., Liu-Yi, P., Pérez-Pepe, M., Thalhammer, A., Sekirnik, R., Ge, W., Melani, M., Thomas, M.G., Simonetta, S., Boccaccio, G.L., Schofield, C.J., Cockman, M.E., Ratcliffe, P.J., Wappner, P. Sudestada1, a Drosophila ribosomal prolyl-hydroxylase required for mRNA translation, cell homeostasis, and organ growth. Proc Natl Acad Sci U S A. 2014 Feb 18. [Epub ahead of print]     PubMed

Galagovsky, D., Katz, M.J., Acevedo, J.M., Sorianello, E., Glavic, A., Wappner, P. The Drosophila insulin degrading enzyme restricts growth by modulating the PI3K pathway in a cell autonomous manner. Mol Biol Cell 2014 Jan 15. [Epub ahead of print]     PubMed

De Lella Ezcurra, A.L., Bertolin, A.P., Melani, M., Wappner, P. Robustness of the hypoxic response: another job for miRNAs? Dev Dyn. 241(12):1842-8 (2012)  Review   PubMed

Perez-Perri, J.I., Acevedo, J.M., Wappner, P. Epigenetics: new questions on the response to hypoxia. Int J Mol Sci. 12(7):4705-21 (2011).  Review   PubMed

Acevedo, J.M.; Centanin, L., Dekanty, A., Wappner, P. Oxygen sensing in Drosophila: multiple isoforms of the prolyl hydroxylase fatiga have different capacity to regulate HIFalpha/Sima. PLoS One 5(8), e12390 (2010).     PubMed

Centanin, L., Gorr, T.A., Wappner, P. Tracheal remodelling in response to hypoxia. J Insect Physiol. 56: 447-454 (2010).     PubMed

Dekanty, A., Romero, N.M., Bertolin, A.P., Thomas, M.G., Leishman, C.C., Perez-Perri, J.I., Boccaccio, G.L.,Wappner, P. Drosophila genome-wide RNAi screen identifies multiple regulators of HIF dependent transcription in hypoxia. PLoS Cenet. 6: e1000994 (2010).     PubMed

Irisarri, M., Lavista-Llanos, S., Romero, N.M., Centanin, L., Dekanty, A., Wappner, P. Central role of the oxygen-dependent degradation domain of Drosophila HIFalpha/Sima in oxygen-dependent nuclear export.  Mol Biol Cell. 20: 3878-3887(2009).     PubMed

Centanin, L., Dekanty, A., Romero, N., Irisarri, M., Gorr, T.A., Wappner, P. Cell autonomy of HIF effects in Drosophila: Tracheal cells sense hypoxia and induce terminal branch sprouting.  Dev Cell. 14: 547-558 (2008).    PubMed

Romero, N.M., Irisarri, M., Roth, P., Cauerhff, A., Samakovlis, C., Wappner, P. Regulation of the Drosophila hypoxia-inducible factor alpha sima by CRM1-dependent nuclear export. Mol Cell Biol. 28: 3410-3423 (2008).    PubMed

Rojas, D.A., Munizaga, D.A., Centanin, L., Antonelli, M., Wappner, P., Allende, M.L., Reyes, A.E. Cloning of hif-1a and hif-2a and mRNA expression pattern during development in zebrafish. Gene Expr Patterns. 7: 339-345 (2007).     PubMed

Romero, N.M., Dekanty, A., Wappner, P. Cellular and developmental adaptations to hypoxia: a Drosophila perspective. Methods Enzymol. 435: 123-144. (2007).   Review PubMed

Gorr, T.A., Gassmann, M., Wappner, P. Sensing and responding to hypoxia via HIF in model invertebrates. J. Insect. Physiol. 52: 349-364 (2006).   Review PubMed

Centanin, L., Ratcliffe, P.J., Wappner, P.  Reversion of lethality and growth defects in Fatiga oxygen-sensor mutant flies by loss of Hypoxia-Inducible Factor-alpha/Sima. EMBO Rep. 6: 1070-1075 (2005).     PubMed

Dekanty, A., Lavista-Llanos, S., Irisarri, M., Oldham, S., Wappner, P.  The insulin-PI3K/TOR pathway induces a HIF-dependent transcriptional response in Drosophila by promoting nuclear localization of HIF-alpha/Sima. J. Cell. Sci. 118: 5431-5441 (2005).     PubMed

Muzzopappa, M., Wappner, P. Multiple roles of the F-box protein Slimb in Drosophila egg chamber development.Development 132: 2561-2571(2005).     PubMed

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