“efecto del silenciamiento del factor

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CENTRO DE INVESTIGACIÓN Y ESTUDIOS AVANZADOS DEL INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL UNIDAD ZACATENCO DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA “Efecto del silenciamiento del factor auxiliar U2AF 84 sobre el splicing de pre-mRNAs de Entamoeba histolytica.T E S I S Que presenta IBQ. Morales Tovar Melissa Esther Para obtener el grado de Maestra en ciencias En la especialidad Bioquímica Director de la tesis Dr. Jesús Valdés Flores México D.F. SEPTIEMBRE DEL 2015

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Page 1: “Efecto del silenciamiento del factor

CENTRO DE INVESTIGACIÓN Y ESTUDIOS

AVANZADOS DEL INSTITUTO POLITÉCNICO

NACIONAL

UNIDAD ZACATENCO

DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA

“Efecto del silenciamiento del factor

auxiliar U2AF84 sobre el splicing de

pre-mRNAs de Entamoeba histolytica.”

T E S I S

Que presenta

IBQ. Morales Tovar Melissa Esther

Para obtener el grado de

Maestra en ciencias

En la especialidad

Bioquímica

Director de la tesis

Dr. Jesús Valdés Flores

México D.F. SEPTIEMBRE DEL 2015

Page 2: “Efecto del silenciamiento del factor

Durante el desarrollo de este proyecto conté con la beca del

CONACyT con el número de registro 131030007 por lo que estoy

enteramente agradecida con la institución, por el apoyo brindado

para mi formación académica y profesional.

Agradezco al colegio de profesores del departamento de

Bioquímica, por brindarme la oportunidad de seguir aprendiendo,

por sus valiosas aportaciones y conocimientos brindados a mi

formación académica.

Este trabajo se realizó en el departamento de bioquímica del

Centro De Investigación y Estudios Avanzados del Instituto

Politécnico Nacional, bajo la asesoría del Dr. Jesús Valdés Flores,

con quien estoy realmente agradecida por tan gratificante

experiencia.

Page 3: “Efecto del silenciamiento del factor

AGRADECIMIENTOS

Llegado a este momento de la vida, existen demasiados detalles que espero poder no

olvidar con el paso del tiempo, entre ellas a las personas que me han llevado hasta este

punto.

Primeramente al Doc Valdés y la Dra Eli, por aceptarme en el laboratorio, guiarme e

instruirme, darme buenos consejos, escucharme y apoyarme aun con mis constantes

errores, me han mostrado cuán lejos puedo llegar y que debo confiar en mí.

A Saraí, Helios el Doc Frank y Jackie; porque también fueron una guía, mis mentores

en la ciencia y amigos en todos los momentos, es por ellos que también he llegado a

este punto, y sé que sin duda continuaran compartiendo su conocimiento, experiencia y

cariño conmigo.

Al laboratorio 11, a JM, Martin, al chavo Ricardo, me han apoyado mucho, dado buenas

charlas y momentos muy gratos.

A mis amigos y compañeros de generación: Lupita, Karis, Carlos Jorge, Ross, Alexa,

Adrian y Tatis, porque solo nosotros sabemos cuán difícil ha sido llegar a donde

estamos, todo lo que pasamos, en las buenas y las malas; risas, lagrimas, enojos y

diferencias, nos han hecho lo que somos, hemos crecido juntos y creído uno en el otro,

no podría estar más feliz de compartir el camino con ustedes.

Finalmente pero más importante a mi madre, mi padre y hermanos, ellos lo son todo

para mi, orgullo, inspiración, confianza, talento, seguridad, apoyo, amor… sin ellos que

son el pilar más importante en mi existencia, no estaría aquí. Los amo a todos familia,

por mí, para ustedes todos mis logros les pertenecen, hoy y por siempre.

Page 4: “Efecto del silenciamiento del factor

ÍNDICE

CONTENIDO PÁGINA

RESUMEN………………………………………………………………………….1

ABTRACT………………………………………………………………………….2

INTRODUCCIÓN………………………………………………………………….3

PROCESAMIENTO DE RNA…………………………………………………….3

CAPPING…………………………………………………………………………...4

SPLICING…………………………………………………………………………..5

POLIADENILACIÓN……………………………………………………………..5

BIOQUÍMICA DEL PROCESO DE SPLICING………………………………...7

DEFINICIÓN DEL 3´SS POR EL FACTOR AUXILIAR U2………………….10

ORGANISMO DE ESTUDIO: Entamoeba histolytica…………………………...13

SPLICING EN Entamoeba histolytica……………………………………………..14

ANTECEDENTES………………………………………………………………...17

JUSTIFICACIÓN…………………………………………………………………21

HIPÓTESIS………………………………………………………………………. .22

OBJETIVOS……………………………………………………………………….22

OBJETIVO GENERAL…………………………………………………………..22

OBJETIVOS ESPECÍFICOS…………………………………………………….22

ESTRATEGIA EXPERIMENTAL……………………………………………...23

MATERIALES Y MÉTODOS…………………………………………………...25

RESULTADOS……………………………………………………………………36

DISCUSIÓN……………………………………………………………………….49

CONCLUSIONES………………………………………………………………...54

PERSPECTIVAS…………………………………………………………………55

APENDICE………………………………………………………………….56

REFERENCIAS…………………………………………………………….61

Page 5: “Efecto del silenciamiento del factor

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1. Visión contemporánea de la expresión génica ............................................. 4

Figura 2. Reacciones de transesterificación realizadas por el spliceosoma .................... 7

Figura 3. Etapas de ensamblaje del spliceosoma con el pre-mRNA, mostrando

secuencialmente la interacción de los snRNPs con el intrón. ....................................... 8

Figura 4. Dominios de interacción del factor auxiliar de U2 ..................................... 11

Figura 5. Estructura de las secuencias consenso contenidas en el intrón, en los sitios de

splicing 5´y 3´, el punto de ramificación y el tracto de polipirimidinas respectivo ....... 11

Figura 6. Ciclo de vida del parásito intestina E. histolytica ....................................... 14

Figura 7.Frecuencia de las variantes de splicing organizadas por grupos filogenéticos. 15

Figura 8. Análisis bioinformático del gen de U2AF84.. ............................................ 19

Figura 9. Estrategia experimental de trabajo para el silenciamiento del gen que codifica

para la proteína U2AF84. ....................................................................................... 24

Figura 10. Condiciones de amplificación de U2AF84, durante 30 ciclos. .................... 25

Figura 11. Mapa del vector de silenciamiento psAP2Gunma. ................................... 25

Figura 12. Condiciones para la amplificación durante 28 ciclos del fragmento rRNA

18S. .................................................................................................................... 32

Figura 13. Condiciones para la amplificación durante 30 ciclos del fragmento Actina. 33

Figura 14. Condiciones para la amplificación durante 35 ciclos del fragmento Cdc2. . 33

Figura 15. Condiciones para la amplificación durante 40 ciclos del fragmento ClC-B. 33

Figura 16. Condiciones para la amplificación durante 40 ciclos del fragmento RabX13.

.......................................................................................................................... 33

Figura 17. Condiciones para la amplificación durante 40 ciclos del fragmento Sam50. 34

Figura 18. Condiciones para la amplificación durante 40 ciclos del fragmento MybS6. 34

Figura 19. Perfil electroforético de las clonas candidatas .......................................... 36

Figura 20.Perfil electroforético de los plásmidos psAP2Gunma y pGsi84 purificados por

columna .............................................................................................................. 37

Figura 21.Trofozoítos de E. histolytica de la cepa G3 .............................................. 37

Figura 22. Análisis de la expresión de U2AF84 en trofozoítos de E. histolytica ........... 38

Figura 23. Perfil electroforético para determinar la expresión del transcrito de Actina en

trofozoítos transfectados ....................................................................................... 41

Figura 24. Perfil electroforético para determinar la expresión del transcrito de Cdc2 en

trofozoítos transfectados. ...................................................................................... 42

Figura 25. Perfil electroforético para determinar la expresión del transcrito de RabX13

en trofozoítos transfectados.. ................................................................................. 44

Figura 26. Perfil electroforético para determinar la expresión del transcrito de Sam50 en

trofozoítos transfectados. ...................................................................................... 45

Figura 27. Perfil electroforético para determinar la expresión del transcrito de ClC-B en

trofozoítos transfectados. ...................................................................................... 47

Figura 28. Perfil electroforético para determinar la expresión del transcrito de EhMybS6

en trofozoítos transfectados. .................................................................................. 48

Figura 29. Análisis bioinformático para comparar los datos de la secuenciación de los

plásmidos con los nucleótidos correspondientes a los 400 pares de bases de U2AF84. . 57

Page 6: “Efecto del silenciamiento del factor

Figura 30. Reacción de (-)RT-PCR del transcrito de Actina, de las transfectantes a

concentraciones de 1, 5 y 10 µg/mL de G418. ......................................................... 58

Figura 31. Reacción de (-)RT-PCR del transcrito de Cdc2, de las transfectantes a

concentraciones de 1, 5 y 10 µg/mL de G418. ......................................................... 58

Figura 32. Reacción de (-)RT-PCR del transcrito de RabX13, de las transfectantes a

concentraciones de 1, 5 y 10 µg/mL de G418. ......................................................... 59

Figura 33. Reacción de (-)RT-PCR del transcrito de ClC-B, de las transfectantes a

concentraciones de 1, 5 y 10 µg/mL de G418. ......................................................... 59

Figura 34. Reacción de (-)RT-PCR del transcrito de MybS6, de las transfectantes a

concentraciones de 1, 5 y 10 µg/mL de G418. ......................................................... 60

Figura 35. Reacción de (-)RT-PCR del transcrito de MybS6, de las transfectantes a

concentraciones de 1, 5 y 10 µg/mL de G418. ......................................................... 60

Page 7: “Efecto del silenciamiento del factor

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1. Características generales de los intrones en el parásito E. histolytica ............. 17

Tabla 2. Oligonucleótidos empleados para la amplificación de U2AF84. .................... 25

Tabla 3. Oligonucleótidos empleados para la secuenciación de las clonas positivas..... 27

Tabla 4. Reactivos para la preparación de un gel de poliacrilamida al 8%. ................. 29

Tabla 5. Concentraciones de MgCl2 empleadas en la reacción de PCR para cada

transcrito de estudio. ............................................................................................ 31

Tabla 6. Oligonucleótidos empleados en la reacción de PCR para cada uno de los

transcritos de estudio. ........................................................................................... 32

Tabla 7. Señales intronicas de los transcritos seleccionados de E. histolytica .............. 39

Tabla 8. Reactivos para la preparación de medio TYI-S-33. ..................................... 56

Page 8: “Efecto del silenciamiento del factor

ABREVIATURAS

ADN o DNA: ácido desoxirribonucléico.

ARN o RNA: ácido ribonucléico.

BSA: suero bovino adulto.

bp: pares de bases

cADN: ácido desoxirribonucleico complementario.

hnARN: ácido ribonucléico heterogéneo nuclear.

kDa: kilo Daltones.

mARN: ácido ribonucleico mensajero.

nt: nucleótidos.

RRM: motivo de reconocimiento de RNA.

SINEs: elementos cortos intercalados.

siRNA: pequeño ácido ribonucléico de interferencia.

snRNP: ribonucleoproteinas pequeñas nucleares.

SOB: medio súper óptimo.

ss: sitio de splicing.

TSG: silenciamiento génico transcripcional.

U2AF: factor auxiliar de U2.

UHM: motivo de homología U2AF.

ULM: motivo de ligando UHM.

Page 9: “Efecto del silenciamiento del factor

1

RESUMEN

El splicing del pre-mRNA es un mecanismo fundamental de regulación génica y

diversifica el proteoma en eucariontes. La bioquímica del splicing involucra dos

reacciones de transesterificación catalizadas por un complejo masivo de

ribonucleoproteinas pequeñas nucleares (snRNP) conocido como spliceosoma, que

incluye a las snRNPs U1, U2 y U4/U6•U5. Asociado a las proteínas del snRNP U2, el

factor auxiliar U2 (U2AF) participa activamente durante el proceso de splicing. U2AF

consta de dos subunidades de 35 y 65 kDa, conservadas evolutivamente, esta proteína se

ha descrito en organismos como levadura (Saccharomyces cerevisiae,

Schizosaccharomyces pombe) mosca de la fruta (Drosophila melanogaster) y humano

(Homo sapiens).

Particularmente en el parásito intestinal Entamoeba histolytica, causante de la

amebiasis, los estudios proteómicos de ribonucleopartículas de mensajero identificaron

36 proteínas de splicing de E. histolytica, entre ellas a una proteína con homología a

U2AF65 que en E. histolytica tiene un peso molecular de 84 kDa. Hasta ahora no se ha

estudiado la función de ningún componente de splicing en este organismo y debido a los

dominios extra que presenta este factor auxiliar putativo U2AF84, es de interés en el

presente trabajo determina0r su importancia durante el proceso de splicing en pre-

mRNAs modelo de E. histolytica, por medio del silenciamiento de los transcritos que

codifican para U2AF84.

El silenciamiento se corroboró por medio de ensayos de western blot los cuales sugieren

que U2AF84 se encuentra silenciada en las amebas transfectadas con los plásmidos

silenciadores en un 69%. Consistente con la naturaleza co-transcripcional del splicing,

observamos perturbaciones en la transcripción de algunos transcritos estudiados y más

importantemente detectamos la acumulación del pre-mRNA de RabX13, Sam50 y

EhMybS6.

Nuestros resultados indican que U2AF84 participa en el splicing amebiano y

probablemente constituya el ortólogo de U2AF65 humano.

Page 10: “Efecto del silenciamiento del factor

2

ABSTRACT

Pre-mRNA splicing is a fundamental mechanism in gene regulation and proteomic

diversity in eucarionts. Splicing biochemistry involve two transesterification reactions.

These reactions are catalyzed by the spliceosome, a massive complex formed by the U1,

U2, U5 and U4-U6 small nuclear ribonucleoproteins (snRNPs). A stable binding of U2

snRNP produce a pre-spliceosome complex that is independent of ATP which requires

several auxiliary factors. U2 auxiliary factor is a non-snRNP protein required for the

binding of U2 snRNP to the pre-mRNA branch site. U2AF compromises two

polypeptides ̴ 35 (U2AF35) and ̴ 65 kDa (U2AF65) in approximately 1:1 stoichiometry

and has been described in organisms such as yeast (Saccharomyces cerevisiae,

Schizosaccharomyces pombe), fruit fly (Drosophila melanogaster) and human (Homo

sapiens).

Particularly in the human protozoan parasite Entamoeba histolytica the causative agent

of amebiasis, proteomic studies probed thirty-six splicing proteins of which an U2AF65

homolog was identified in this parasite with the characteristic that its molecular weight

is 84 kDa.

Until now none of the splicing components have been studied in E. histolytica and

because the extra domain that presents this putative auxiliary factor it is for interest to

determine its role in the pre-mRNA splicing process by silencing the transcript that code

for U2AF84.

We demonstrated that U2AF84 is silenced in a 69% in the transfected trophozoites by

western blot assay. Consistent with the co-transcriptional splicing nature, we observed

perturbations in the transcription of some studied transcripts and more important we

detected the accumulation of the transcripts RabX13, Sam50 and EhMybS6.

Our results suggest that U2AF84 is participating in the ameba splicing process and

probably is the ortholog of human U2AF65.

Page 11: “Efecto del silenciamiento del factor

3

INTRODUCCIÓN

PROCESAMIENTO DEL RNA

La naturaleza hereditaria de cada organismo se define por su genoma, el cual contiene el

juego completo de información necesaria para construirlo. Funcionalmente se divide en

genes. Cada gen es una secuencia de ácidos nucléicos que representa uno o más

productos génicos (Lewin, 2008).

El proceso en el cual la información codificada en un gen es descodificada en una

proteína particular se denomina expresión génica. Sin embargo, el gen no es traducido

directamente en una proteína sino a través de la síntesis de ácido ribonucleico mensajero

(mRNA) intermediario.

La expresión génica ocurre a través de un proceso de dos etapas:

▪ Transcripción

La información contenida en el ácido desoxirronucléico (DNA) genera un ácido

ribonucléico heterogéneo nuclear (hnRNA) de cadena sencilla idéntico en secuencia a

una de las cadenas de DNA por la acción de la RNA polimerasa II.

▪ Traducción

La secuencia de nucleótidos del mRNA es interpretada en una secuencia de

aminoácidos que conforman una proteína. Esta interpretación es llevada a cabo por la

maquinaria ribosomal conformada por un tercer tipo de RNA, el RNA ribosomal

(rRNA) y un conjunto de proteínas ribosomales, y la participación de un RNA

adaptador llamado RNA de transferencia (tRNA) aminoacilado.

En eucariontes la transcripción se lleva a cabo en el núcleo pero el producto de RNA

debe ser transportado al citoplasma para ser traducido. Los hnRNA producto de genes

eucariontes no son funcionales y se someten a varias reacciones de procesamiento para

de esta manera producir los mRNA funcionales correspondientes. Los RNAs maduros

nucleares son transportados activamente al citoplasma como componentes de

Page 12: “Efecto del silenciamiento del factor

4

ribonucleoproteinas (Lodish et al., 2000; Lewin, 2008). La figura 1 esquematiza los

principales procesos durante la expresión génica.

Figura 1. Visión contemporánea de la expresión génica. Los recientes descubrimientos de los pasos que

regulan la expresión génica (desde transcripción hasta traducción) sugieren que es una subdivisión de un

proceso continuo. Cada etapa se encuentra fisca y funcionalmente conectada a la siguiente, asegurando que no

se omita ningún paso. Modificado de Orphanides, 2002.

El procesamiento cotranscripcional de mRNA en células eucariontes incluye tres

grandes procesos: capping, splicing y poliadenilación.

CAPPING

Durante la síntesis del RNA naciente por la enzima RNA polimerasa II una vez que

alcanza una longitud de 25 a 30 nucleótidos (nt), se añade la molécula 7-metilguanosina

al extremo 5’. Este paso es catalizado por la enzima dimérica de capucha (capping) que

se asocia con el dominio carboxilo-terminal (CTD) fosforilado de la RNA polimerasa II.

Page 13: “Efecto del silenciamiento del factor

5

Debido a que esta enzima de capping no se asocia con la polimerasa I o III, este proceso

es especifico para los transcritos producidos por la RNA polimerasa II. Una subunidad

de esta enzima remueve el γ-fosfato del extremo 5´ del RNA naciente que emerge del la

superficie de la RNA polimerasa II. La otra subunidad transfiere la mitad de GMP

proveniente del GTP al grupo 5´-difosfato del transcrito naciente, creando la estructura

5´-5´-trifosfato guanosina. Finalmente metiltransferasas transfieren el grupo metilo del

S-adenosilmetionina la posición N7 de la guanina y los oxígenos en la posición 2´de la

ribosa al final del extremo 5´del RNA naciente (Lodish et al., 2000), dando lugar al cap-

0, estructura mínima necesaria que provee resistencia a la degradación.

SPLICING

La estructura de la mayoría de los genes eucariontes es discontinua, de manera que

requieren de la remoción de secuencias que interrumpen el gen o intrones a fin de

“restaurar” sus marcos de lectura y asegurar su correcta expresión (Davis et al., 2007).

Este proceso se denomina splicing y es llevado a cabo por el spliceosoma, una

maquinaria molecular de multi-megadaltones, y única en su tipo ya que su composición

de proteínas, de RNAs pequeños nucleares (snRNAs) y las interacciones RNA-proteína

que ocurren entre ellas cambian antes, durante y después del proceso catalítico por lo

cual es considerada una enzima altamente dinámica (Wahl et al., 2015).

La escisión de intrones y ligación de exones se lleva a cabo gracias a dos reacciones

consecutivas de transesterificación, involucrando el sitio de splicing 5´ (5´ss), al punto

de ramificación (branch point sequence o BPS) y el 3´ss. El proceso de ensamblaje más

importante implica el reclutamiento de las pequeñas ribonucleoproteínas nucleares

(snRNPs) U1, U2, U5 y U4/U6, además de una plétora de proteínas no relacionadas a

los snRNPs (Wahl et al., 2015). Más adelante describiré la bioquímica del splicing y las

interacciones RNA-proteína para la obtención de los transcritos maduros.

POLIADENILACIÓN

El último evento en la maduración del pre-mRNA involucra el corte y la poliadenilación

de dicha molécula. Primero se forma un complejo inestable con el factor específico de

corte y poliadenilación (CPSF) de 360 kDa, conformado por cuatro polipéptidos

Page 14: “Efecto del silenciamiento del factor

6

reclutados en la caja AAUAAA rio arriba de los elementos con una secuencia rica en A.

Posteriormente tres proteínas adicionales: el factor estimulador de corte (CStF) de 200

kDa, el heterodímero llamado factor de corte I (CFI) de 150 kDa y un segundo factor de

corte (CFII), se unen al complejo de CPSF-RNA. Finalmente y justo antes la

degradación endonucleolítica 35 nt rio abajo de la caja AAUAAA, la polimerasa

poli(A) (PAP) se une al complejo y de esta manera el sitio 3´ generado es rápidamente

poliadenilado. Siguiendo el corte en el sitio de poli(A), la poliadenilación procede en

dos fases. La adición de aproximadamente 12 residuos de adenina que ocurre

lentamente, seguido de una rápida adición de 200 a 250 residuos. Esta fase rápida

requiere de la unión de copias múltiples de la proteína de unión de poli(A) con un

motivo RNP. Esta proteína se designa como PABII, la cual se une a la corta cola de

adeninas que inicialmente es adicionada por PAP, estimulando la polimerización de

adeninas adicionales. También es la responsable de que la polimerasa poli(A) finalice la

polimerización cuando la cola poli(A) alcanza la longitud de 200 a 250 residuos (Lodish

et al., 1999).

Page 15: “Efecto del silenciamiento del factor

7

BIOQUIMICA DEL PROCESO DE SPLICING

Las dos reacciones consecutivas de transesterificación, involucran en el primer paso el

grupo hidroxilo 2´ de la adenosina conservada en el BPS que realiza un ataque

nucleofílico al 5´ss produciendo la liberación del exón 5´ y un lariat intermediario con

una ramificación fosfodiester 2´-5´. El ataque nucleofílico efectuado por el 5´ exón al

3´ss permite la ligación de los exones y liberación del lariat (Ritchie et al., 2009)

(Figura 2).

Figura 2. Reacciones de transesterificación realizadas por el spliceosoma. Modificado de Ritchie et al., 2009.

Page 16: “Efecto del silenciamiento del factor

8

Durante el ensamblaje del spliceosoma, una compleja red de RNA y

ribonucleoproteinas se forma entre el pre-mRNA y los RNAs de los snRNPs del

spliceosoma denominados U1, U2, U4, U5 y U6 snRNA.

En eucariontes superiores se han identificado más de 70 proteínas del spliceosoma y en

levaduras aproximadamente 40. Estas tienen una función esencial en los primeros pasos

del splicing, es decir, en el reconocimiento y emparejamiento de los sitios de splicing 5´

y 3´ (Will et al., 1997).

A través de numerosas interacciones proteína-proteína, y proteína-RNA, contribuyen a

la formación de la estructura tridimensional catalítica activa del spliceosoma. Las

proteínas del spliceosoma también parecen ser la fuerza motora detrás de muchos

cambios conformacionales en el RNA que ocurren durante el proceso de splicing.

Además de sus actividades de ATPasa y helicasa, las proteínas muy probablemente

llevan a cabo funciones enzimáticas adicionales, por ejemplo como proteínas cinasas,

GTPasas, chaperonas, o isomerasas (Will et al., 1997).

El ensamblaje del spliceosoma inicia con la formación del denominado complejo

comprometido o temprano (E), en el cual los sitios de splicing 5´ y 3´ son inicialmente

reconocidos por el snRNP U1 y el factor de splicing U2AF (factor auxiliar del snRNP

U2) respectivamente (Figura 3). La participación del U2AF en la definición del 3’ss

será descrita más adelante.

Figura 3. Etapas de ensamblaje del spliceosoma con el pre-mRNA, mostrando secuencialmente la interacción

de los snRNPs con el intrón. Modificado de Lührmann R. Max Planck Institute for Biophysical Chemistry

2008.

Page 17: “Efecto del silenciamiento del factor

9

En eucariontes superiores la formación del complejo temprano depende de un conjunto

de interacciones moleculares que involucran principalmente miembros de la

superfamilia de proteínas ricas en residuos de arginina y serina llamados proteínas SR,

las cuales se caracterizan por poseer un dominio rico en dipéptidos de residuos de

argininas y serinas (dominio SR) y a menudo poseer uno o más dominios de unión a

RNA (RBDs).

Como resultado de su organización modular, las proteínas SR pueden unir el pre-mRNA

y reclutar otros factores a través de interacciones proteína-proteína o proteína-RNA que

involucra dichos dominios RS. Además de aumentar la asociación del snRNP U1 con el

5´ss, las proteínas SR promueven la asociación de U2AF con el sitio de splicing 3´ y se

sabe que se forma una red de interacciones entre la subunidad de 70 KDa, el snRNP U1

y U2AF durante la formación del complejo E.

Subsecuente a la formación del complejo E, los pre-spliceosomas son formados por la

interacción dependiente de ATP del snRNP U2 con el BPS. La unión del snRNP U2

involucra el apareamiento de bases entre el snRNA U2 y la secuencia del punto de

ramificación, facilitada y estabilizada por varias proteínas incluyendo el factor de

splicing 1 (SF1) y la subunidad de ̴65 kDa de U2AF, denominada U2AF65. Un

subconjunto de proteínas del snRNP U2 también tiene una función importante en el

reclutamiento de dicho snRNP con el pre-mRNA. Estas proteínas incluyen a los

complejos heteroméricos de splicing SF3a y SF3b, que son esenciales para el

ensamblaje del pre-spliceosoma y son parte funcional de la forma 17S del snRNP U2.

Los pre-spliceosomas son transformados en spliceosomas por la asociación del

complejo pre-ensamblado que contiene a los snRNPs U4/U6 y U5. Después de la

asociación de los tres snRNPs, U6 se disocia de U4 y forma un nuevo dúplex con el

snRNA U2 y el pre-mRNA mientras que los pares de bases del snRNA U5 se

encuentran unidos únicamente con unos cuantos nucleótidos pobremente conservados

de los exones que se encuentran en los sitios de splicing 5´ y 3´. Por lo tanto, el anclaje

y posicionamiento de U5 claramente debe depender de interacciones proteína-proteína y

proteína-RNA adicionales (Will et al., 1997).

Page 18: “Efecto del silenciamiento del factor

10

Durante el proceso de splicing los snRNAs experimentan numerosos rearreglos

conformacionales que parecen ser catalizados por proteínas pertenecientes a la

superfamilia de helicasas DEAD/H-box. Cinco helicasas putativas, que son esenciales

para el splicing fueron identificadas en levadura y tres de ellas Prp2p, Prp16p y Prp5p

han demostrado poseer actividad de ATPasa estimulada por la presencia de RNA. En el

caso de la actividad de ATPasa de Prp5p, es preferencialmente estimulada por todo el

snRNA U2, identificando a este como un candidato para su actividad putativa de

helicasa (Will et al., 1997).

Las interacciones proteína-proteína y proteína-RNA dentro del spliceosoma, también

parecen estar reguladas por proteínas cinasas y fosfatasas. Ciclos de fosforilación y

desfosforilación han sido detectados durante el proceso de splicing y se sabe que el

estado de fosforilación de proteínas SR, afecta tanto el ensamblaje como la actividad

catalítica del spliceosoma (Will et al., 1997).

DEFINICIÓN DEL 3´ss POR EL FACTOR AUXILIAR U2

Las dos subunidades de U2AF, U2AF35 de ̴35 kDa y U2AF65 de ̴65 kDa,

respectivamente, son componentes esenciales de la maquinaria de splicing (Prigge et

al., 2010).

En animales y plantas, dos tercios del carboxilo (C)-terminal de U2AF65 se compone de

tres dominios, dos de los cuales son los motivos de reconocimiento de RNA (RRM)

canónicos y que contactan directamente al tracto de polipirimidinas del pre-mRNA

adyacente al 3´ss (Sickmier et al., 2006; Zamore et al., 1991). El tercer dominio C-

terminal es un dominio de interacción proteína-proteína, definido como motivo de

homología U2AF (UHM). El UHM se une a motivos de ligando UHM (ULM), que

invariablemente contienen un residuo de triptófano (W). U2AF65 posee un ULM el cual

interactúa con el UHM de otras proteínas incluyendo a U2AF35 (Rudner et al., 1998) y

también interactúa con otras proteínas de splicing como SF1, a través de la vía

ULM:UHM. (Manceau et al., 2006). Por su parte U2AF35 contiene una región de débil

homología al dominio de unión a RNA tipo RRM y un C-terminal SR, que actúa como

mediador de las interacciones proteína-proteína, como en otros factores de splicing (Wu

et al., 1993; Zhang et al., 1992).

Page 19: “Efecto del silenciamiento del factor

11

En el amino N-terminal de U2AF65 predomina un dominio SR, que promueve el

ensamblaje del pre-spliceosoma, contactando el BPS y modulando la interacción entre

el BPS y el complejo snRNP U2 (Gama-Carvalho et al., 2001). Los dominios SR se

encuentran en muchas proteínas de splicing y son usualmente mediadores de las

interacciones proteína-proteína (Graveley, 2000). La figura 4 muestra los dominios e

interacciones conocidas de U2AF con el pre-mRNA y otros factores de splicing.

Figura 4. Dominios de interacción del factor auxiliar de U2. El extremo N-terminal de la subunidad 65 posee

un dominio rica en SR, seguida de una región rica en prolinas que interactúan con el RRM1 de U2AF35; este a

su vez reconoce el 3´ss. U2AF65 también contienen los RRM1 y RRM2 para el reconocimiento del tracto de

polipirimidinas, en tanto que el RRM3 contacta el N-terminal de SF1, otro factor de splicing necesario para la

formación del complejo SF1-U2AF-RNA ya que está comprometido en el reconocimiento del BPS. Tomado de

Kent, et al., 2003.

Las secuencias consenso para el 5´y 3´ss en eucariontes superiores ha sido determinada

a través de comparaciones de las secuencias intronicas conocidas (Shapiro et al., 1987).

Estas se ilustran en la figura 5.

Figura 5. Estructura de las secuencias consenso contenidas en el intrón, en los sitios de splicing 5´y 3´, el punto

de ramificación y el tracto de polipirimidinas respectivo. Modificado de Ritche et al., 2009.

Page 20: “Efecto del silenciamiento del factor

12

La secuencia consenso del 5´ss es AG/GU(A/G)AGU, mientras que el sitio aceptor de

splicing contiene un tracto de polipirimidinas seguido de la secuencia CAG/G

(YnNCAG/G) en el 3´ss. El BPS se considera dentro de la secuencia consenso 3´ss, a

pesar de que es altamente degenerada (Green, 1991; Krainer, 1988).

Con excepción de la secuencia GU y AG del 5´y 3´ss, las secuencias del sitio de

splicing contienes diversas variaciones del consenso. Debido a este bajo nivel de

conservación, secuencias similares al consenso se encuentran presentes dentro de los

exones e intrones. En general, las secuencias que presentan una mejor adecuación a este

consenso tienen mejor capacidad de unión a los factores de splicing (Nelson et al.,

1989; Zamore et al., 1992) y son empleadas como auténticos sitios de splicing

(Ohshima et al., 1987; Brunak et al., 1991). Estos sitios son considerados “sitios

fuertes”, mientras que los “sitios débiles” o los sitios con una pobre conservación de la

secuencia consenso tienden a ser inactivos o usados ineficientemente, por lo que la

fuerza de este sitio de splicing es determinante en la selección del mismo (Fu et al.,

1988; Lowery et al., 1988; Peterson et al., 1989; Hoshijima et al., 1991).

El reconocimiento temprano del 3´ss en los intrones en eucariontes superiores se lleva a

cabo gracias al factor auxiliar U2AF. De las dos subunidades que la componen la de 65

kDa contacta directamente el tracto rico en polipirimidinas que precede al 3´ss, mientras

que la subunidad de 35 kDa interactúa con el dinucleótido AG de la unión intrón-exón.

En contraste con U2AF65, que es esencial para el splicing, U2AF35 no pareciera ser

requerido para el procesamiento de intrones con tractos de polipirimidinas fuertes,

conocidos como intrones independientes de AG (Reed, 1989). Sin embargo U2AF35 es

esencial para intrones con tractos de polipirimidinas cortos o débiles (Valca, 1999; Wu

et al., 1999). El mecanismo en el cual las dos subunidades de U2AF actúan en el

reconocimiento del 3´ss débil continúa sin ser claro. Acorde al modelo actual las

desviaciones de las secuencias consenso de reconocimiento resultan en una disminución

en la afinidad de U2AF65 por el pre-mRNA (Smith et al., 2000). En esta circunstancia la

unión de U2AF35 al dinucleótido AG puede incrementar la afinidad de U2AF debido a

que el heterodímero realiza un contacto RNA-proteína adicional, que si se tratara solo

de la subunidad de 65 kDa (Valca, 1999; Wu et al., 1999).

Page 21: “Efecto del silenciamiento del factor

13

Algunos intrones, snRNAs y proteínas asociadas a splicing se han caracterizado en

diversos eucariontes de ramificación profunda o temprana, denominados como

“eucariontes basales”. En consecuencia, los intrones y la maquinaria básica de splicing

pudieron haber ocurrido en linajes tempranos y probablemente del ancestro común.

(Wilihoeft et al., 2001; Nixon et al., 2002; Collins et al., 2005)

ORGANISMO DE ESTUDIO: Entamoeba histolytica

Respecto a los organismos de ramificación temprana, el organismo para este estudio es

Entamoeba histolytica. Es un parásito protozoario, agente causal de la amibiasis y de

100,000 muertes anuales (WHO/PAO/UNESCO, 1997).

Los parásitos se transmiten en forma de quiste a través de agua o alimentos

contaminados, haciendo la incidencia de esta enfermedad mayor en aéreas de bajas

condiciones sanitarias. La mayor mortalidad ocurre en Asia, Centro América,

Sudamérica y África (Mondal et al., 2006), sin embargo puede afectar a ciertas

poblaciones de países desarrollados (Haghighi et al., 2002; Haghighi et al., 2003). La

prevalencia de esta enfermedad (estimada en 1986) sugiere que el 10% de la población

mundial está infectada por este parásito (Walsh, 1986). La infección produce diferentes

resultados, el 90% permanece asintomático, mientras que el 10% restante desarrolla

síntomas de la amibiasis invasiva (Stanley, 2003).

El ciclo de vida del parásito consta de dos estadios, que consisten en la forma infectiva

de quiste y la forma patogénica motil, el trofozoíto. La infección inicia con la ingesta de

los quistes. El desenquistamiento en el intestino produce 8 trofozoítos por quiste, los

cuales colonizan el intestino grueso, proliferando en el lumen y unidas a la mucosa y

células epiteliales (Tanyuksel et al., 2003). En la figura 6 se ilustra el ciclo de vida de

este parásito en el hospedero.

Page 22: “Efecto del silenciamiento del factor

14

Figura 6. Ciclo de vida del parásito intestinal E. histolytica. Una vez ingeridos los quistes maduros estos se

desenquistan siguen dos vías, la primera es la división de los trofozoítos en el intestino grueso, provocando

colonización no invasiva del mismo, enfermedad intestinal como diarrea o colitis invasiva o enfermedad

extraintestinal como abscesos en el hígado. La segunda vía es el enquistamiento y excreción por las heces.

Modificado de Centers for Disease, Control and Prevention, Division of Parasitic Diseases.

SPLICING EN Entamoeba histolytica

Aun cuando el splicing ocurre en todos los dominios de la vida, los métodos empleados

y la frecuencia de este proceso varían de organismo en organismo. Bacterias y archeas

carecen de la vía spliceosomal y emplean el auto-splicing de intrones. Muchos

eucariontes de ramificación temprana incluyendo a los protistas Giardia,

Cryptosporidia, Trypanosoma, Entamoeba y Trichomonas poseen pocos o no poseen

Page 23: “Efecto del silenciamiento del factor

15

intrones. Por la similitud en el mecanismo de splicing entre el grupo de intrones II

(auto-splicing) en procariontes y los intrones eucarióticos se sugiere que su formación

se engendro tardíamente. Debido a que el grupo de intrones II son elementos genéticos

móviles que se propagan por retrotransposición, los ancestros de los intrones

spliceosomales probablemente fueron contenidos en términos de las señales para su

escisión. Por lo tanto los intrones spliceosomales tempranos pueden haber empleado un

método de reconocimiento del sitio de splicing similar a la definición intrónica

(McGuire et al., 2008). En la figura 7 se muestra la frecuencia de las variantes de

splicing en diferentes organismos de los diversos grupos filogenéticos.

Figura 7. Frecuencia de las variantes de splicing organizadas por grupos filogenéticos. Las dos barras indican

la frecuencia relativa, de cada variante de splicing. En el caso de eucariontes de ramificación temprana como

E. histolytica la retención intrónica es la forma de variante de splicing. Tomado de McGuire et al., 2008.

Page 24: “Efecto del silenciamiento del factor

16

Por ejemplo, el 5’ss está bien conservado en hongos hemiascomicetos (Schwartz et al.,

2008) y en Entamoeba histolytica (Wilihoeft et al., 2001; Davis et al., 2007) pero no en

eucariontes superiores y en algunos protozoarios; en cambio el 3’ss tiene una estructura

bien definida en todos los organismos estudiados hasta hoy, conformada por el

trinucleótido T/CAG (Schwartz et al., 2008). Por su parte la BPS aunque conservada en

Saccharomyces cerevisiae y otros hemiascomicetos (TACTAAC, en la que la adenosina

ramificada aparece subrayada), en plantas, metazoarios y protozoarios aparece como

una secuencia poco conservada (Schwartz et al.,, 2008). En humanos, por ejemplo está

definida por la secuencia yUnAy (Gao et al., 2008).

Aunque algunos reportes detallan porciones del mecanismo de splicing amebianos, aún

falta mucho por descubrir. Por ejemplo, se han identificado los elementos en cis como

los sitios de splicing 5’ (GUUUGU) y 3’ (UAG) que están bien conservados tanto

evolutivamente como entre los distintos intrones amebianos. Sin embargo, el BPS sólo

ha sido identificado in silico y no es tan conservada como en los mamíferos o en

levaduras (Wilihoeft et al., 2001; Davis et al., 2007; Lohia et al., 1993; Plaimauer et al.,

1994).

Page 25: “Efecto del silenciamiento del factor

17

ANTECEDENTES

La mayor parte del conocimiento del mecanismo de splicing viene de estudios en

organismos modelo como H. sapiens y S. cerevisiae. Sin embargo, poco se sabe de los

mecanismos que rigen este proceso en protozoarios. Por ejemplo, se sabe que ocurre cis

splicing en Trichomonas vaginalis (Vanácová et al., 2005) y Gardia lamblia (Nixon et

al., 2002; Roy et al., 2012; Kamikawa et al., 2011), que existe trans splicing en Giardia

lamblia y en Trypanosomatidos (Murphy et al., 1986; Preußer et al., 2012) y que el

splicing alternativo es un evento prevalente en E. histolytica (13% en la variante de

retención intrónica) (Davis et al., 2007; McGuire et al., 2008; Hon et al., 2013). Así, es

importante extender los estudios sobre el mecanismo de splicing en eucariontes de

ramificación temprana porque éste claramente difiere o presenta sutilezas distintas a las

de los organismos modelo.

La mayoría de los eucariontes de ramificación temprana, entre ellos el phylum

Amebozoa (Eichinger et al., 2013), tienen muy pocos intrones o carecen de ellos.

Notablemente, aunque en los 9,938 genes reportados del protista Entamoeba histolytica

se han detectado unos 3 mil intrones, (Loftus et al., 2005), en solo unos cuantos se ha

comparado la secuencia genómica con la del cDNA y han sido validados por RT-PCR

(Davis et al., 2007; Wilihoeft et al., 2001; Lohia et al., 1993; Willhoeft et al., 1999;

Plaimauer et al., 1994; Urban et al., 1996; Sanchez-Lopez et al., 1998; Marchat et al.,

2008). Algunas de las características de sus intrones se presentan en la tabla 1.

Intrones

Número 2,553

Contenido de CG (%) 19.3

Longitud promedio (bp) 74.1

Longitud total (bp) 189,260

Tabla 1. Características generales de los intrones en el parásito E. histolytica. Modificado de Lorenzi et al.,

2010.

En cuanto a los factores de splicing en trans, el desconocimiento es aún mayor ya que

tan solo se han identificado los snRNAs U2, U4, U5 y U6 (Davis et al., 2007; Miranda

et al., 1996) y no se han identificado ni caracterizado ninguna de las 200-300 proteínas

Page 26: “Efecto del silenciamiento del factor

18

que conforman el spliceosoma amebiano, que previamente se ha deducido in silico

(Collin et al., 2005). Del mismo modo se han deducido las DExH/A RNA helicasas

amebianas, de las cuales solo a una se la ha probado función de relajación del RNA

dependiente de ATP (Marchat et al., 2008) pero ninguna de ellas ha sido implicada en el

proceso de splicing.

Como describimos anteriormente, el factor U2AF35/65 es un dímero proteico conservado

en la mayoría de las especies, que participa en el proceso de splicing, reconociendo el

BPS y el posteriormente el sitio de splicing 3´. En E. histolytica, el posible ortólogo de

U2AF65, U2AF84, identificado por análisis bioiformáticos (Loftus et al., 2005), fue

inmunoprecipitado en complejos de ribonucleoproteínas de mensajero provenientes de

trofozoítos de amebas irradiadas con luz ultravioleta (Valdés et al., 2014). Así, U2AF84,

junto con otras 35 proteínas se convirtieron en los primeros factores de splicing cuya

función se manifestó in vivo.

A partir de análisis bioinformático realizado en nuestro laboratorio en las bases de datos

del National Center for Biotechnology Information (NCBI), se encontró que el gen que

codifica para U2AF84 en E. histolytica posee diversos dominios, y se muestran en la

figura 8, en orden:

I) Región SR, en el N-terminal, el cual permite el reclutamiento de otros

factores de splicing del snRNP U1 y U2, mediando las interacciones

proteína-proteína.

II) Un residuo de prolina (P), el cual probablemente interactúan con el RRM de

U2AF35.

III) Tres regiones de motivo de reconocimiento de RNA (RRM1, RRM2 y

RRM3), en la porción media. Los análisis de experimentos en este factor

indican que son RRM1 y RRM2 los que reconocen el tracto de

polipirimidinas (Kent et al., 2003). Sin embargo en estudios realizados en

los ortólogos de U2AF65, prp2 y Mud2 en Schiziosacharomicces pombe y

levadura, respectivamente, el reconocimiento del tracto de polipirimidinas se

Page 27: “Efecto del silenciamiento del factor

19

lleva a cabo por un dominio adicional RRM3, que coincidentemente también

está presente en U2AF84 de E. histolytica.

IV) El dominio C-terminal inicia con un dominio que no tiene homología con

proteína alguna reportada. Al final del C-terminal le sigue el dominio KH-

QUA2. Este dominio se encuentra en el factor SF1 (Jacewicz et al., 2015), y

está implicado en el reconocimiento de punto de ramificación del pre-

mRNA, regulando la estabilidad del complejo SF1-U2AF65-RNA, al

interactuar con el motivo UHM del RRM3 de U2AF65 (Liu et al., 2001;

Selenko et al., 2003; Mackereth et al., 2011).

Figura 8. Análisis bioinformático del gen de U2AF84. Comparado con los dominios caracterizados en H.

sapiens el transcrito correspondiente al organismo E. histolytica, posee el dominio SR, una prolina que podría

interactuar con U2AF35, las tres regiones de reconocimiento de RNA (RRM1, RRM2 y RRM3) y el dominio

KH-QUA2 perteneciente al factor SF1. Datos de NCBI (NM_007279.2 y EHI_098300).

Sin embargo, aun cuando U2AF84 se halla asociada al spliceosoma, no se conoce si

tiene alguna función relevante en dicho complejo, de modo tal que sería deseable

realizar experimentos conducentes a demostrar su participación en el splicing. Para ello

podrían realizarse ensayos de silenciamiento de U2AF84 y medir el efecto que tal

silenciamiento causaría sobre el splicing amebiano.

SILENCIAMIENTO DE GENES EN E. histolytica.

El amebaporo (AP) es un factor central de virulencia de E. histolityca. Existen tres

isoformas de la proteína pequeña de AP (77 aminoácidos), como péptidos maduros

potencialmente activos, localizados dentro de gránulos citoplasmáticos del trofozoíto

(Bracha et al., 1999; Leippe, 1997). En estudios realizados por Bracha y colaboradores

en 2003, mostraron que el silenciamiento del gen apa-a, que codifica para la proteína

AP en trofozoítos de E. histolytica, resultó en una considerable disminución de la

virulencia amebiana. Para efectuar el silenciamiento génico transcripcional (TGS) del

producto del gel apa-a realizaron una construcción que contenía la región 5´ enfrente de

Page 28: “Efecto del silenciamiento del factor

20

dicho gen (Bracha et al., 2003). Además encontraron que es posible silenciar productos

de genes adicionales toda vez que las secuencias 5´ de tales genes sean insertadas

contiguamente a las secuencias rio arriba del gen apa-a (Bracha et al., 2006). Con esa

estrategia encontraron que es necesaria la presencia de fragmentos de retrotransposones

que alteran la expresión de genes adyacentes. Interesantemente estos retrotransposones

se encuentran ampliamente distribuidos en el genoma de E. histolytica. Dichas

secuencias, necesarias para el silenciamiento, se conocen como elementos cortos

intercalados (SINEs), localizadas rio arriba de los genes silenciados y que están

seguidas de una región rica en T (Anbar et al., 2005). Así el TGS puede ser una

herramienta biológica útil en el estudio de la función de los factores de splicing

amebianos.

JUSTIFICACIÓN

Page 29: “Efecto del silenciamiento del factor

21

La escisión de intrones en el pre-mRNA resulta ser un proceso fundamental y

conservado en la expresión génica de eucariontes. En el organismo de ramificación

temprana Entamoeba histolytica hasta la fecha no se ha estudiado la función de ningún

factor de splicing. Sin embargo a través de los estudios proteómicos de

ribonucleopartículas de mensajero realizados en el parásito intestinal E. histolytica se

identificaron 36 proteínas de splicing, entre ellas el factor auxiliar de U2 (U2AF), con

un peso molecular de 84 kDa.

En el presente trabajo nos proponemos demostrar que U2AF84 participa en el proceso de

splicing y es ortólogo de U2AF65.

HIPOTESIS

Page 30: “Efecto del silenciamiento del factor

22

Si U2AF84 participa en el splicing en E. histolytica, la disminución de su

expresión por silenciamiento provocará una disminución en la remoción

intrónica de los transcritos de este parásito.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Analizar el efecto del silenciamiento de U2AF84 sobre el splicing de pre-mRNAs

blanco.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Construir el plásmido silenciador pGsi84.

Silenciar la expresión de U2AF84 en trofozoitos de E. histolytica.

Evaluar los niveles de RNA y proteína de U2AF84 en los trofozoitos de E.

histolytica en los cuales se silenció su expresión.

Analizar el efecto del silenciamiento de U2AF84 en la presencia de las variantes

con y sin retención intrónica de los genes blanco RabX13, Cdc2, ClC-B, Sam50,

EhMybS6 y Actina, así como el impacto de dicho silenciamiento sobre la

transcripción de dichos genes.

ESTRATEGIA EXPERIMENTAL

Page 31: “Efecto del silenciamiento del factor

23

Para cumplir el objetivo general se realizó la construcción del plásmido silenciador

pGsi84 y se transfectó en trofozoítos de Entamoeba histolytica de la cepa G3, cuya

característica es el silenciamiento del gen que codifica para la proteína de ameboporo,

sin encontrarse transfectada con la construcción de apa-a. La transcripción del plásmido

silenciador psAP2Gunma está dirigida por el promotor del amebaporo amebiano, de

modo que al ser transfectado en trofozoítos carentes de este gen se incrementa la

expresión del transcrito silenciador. El silenciamiento transcripcional se obtiene al

clonar los primeros 400 pb de la secuencia codificante del gen blanco en el vector

psAP2Gunma entre los 2 elementos del retroposón SINE1 presentes en el vector que

una vez transcritos producirán RNAs cuya estructura secundaria es susceptible de ser

reconocida por la maquinaria canónica para la producción de siRNA, es decir serán

degradados por Dicer para luego ser cargados al sistema silenciador de RISC.

Para la construcción del plásmido silenciador pGsi84 se siguió la siguiente estrategia:

a) Se clonó los primeros 400 nucleótidos correspondientes a U2AF84, en el vector

de silenciamiento psAP2Gunma.

b) Se transformaron células competentes de E. coli y a partir de las colonias

obtenidas, se analizó la producción del plásmido pGsi84 por ensayo de mini-

preparación y digestión con enzimas de restricción.

c) Finalmente se secuencio el plásmido para corroborar la presencia de los 400

nucleótidos.

Para el silenciamiento en trofozoítos de E. histolytica, la estrategia experimental que se

siguió fue:

a) El plásmido silenciador pGsi84 generado y el plásmido con el vector vacio se

transfectó en trofozoítos de E. histolytica empleando el reactivo superfect.

b) Las amebas transfectantes se seleccionaron a las 24 horas posteriores a la

transfección con el antibiótico G418, iniciando con 1 μg hasta una concentración

de 10 μg.

Page 32: “Efecto del silenciamiento del factor

24

Posterior a la selección con antibiótico G418, se analizó el efecto del silenciamiento del

gen de U2AF84 determinando el nivel de proteína. Para ello, la estrategia experimental

fue:

a) Se obtuvieron extractos totales de proteína provenientes de las transfectantes en

las diferentes concentraciones de antibiótico G418 y se analizó la disminución

de la proteína U2AF84 por fraccionamiento en gel de poliacrilamida (PAGE) y

ensayo de western blot.

Finalmente para el análisis del silenciamiento de U2AF84 la selección de los transcritos

a monitorizar, se realizó por medio de:

a) Análisis in silico de las señales intrónicas de los transcritos RabX13, Cdc2, ClC-

B, Sam50, EhMybS6 y Actina.

b) Comparación de la disminución del producto procesado y aumento del pre-

mRNA en función de las diferentes concentraciones de antibiótico G418.

Alternativamente, se compararon los niveles totales de los transcritos por

analizar también en función de la concentración de G418.

Lo anterior se esquematiza en la figura 9.

Figura 9. Estrategia experimental de trabajo para el silenciamiento del gen que codifica para la proteína

U2AF84.

Page 33: “Efecto del silenciamiento del factor

25

MATERIALES Y MÉTODOS

CONSTRUCCIÓN DEL PLÁSMIDO SILENCIADOR pGsi84

El plásmido silenciador pGsi84 se obtuvo al amplificar los primeros 400 nucleótidos del

gen correspondiente a U2AF84 de E. histolytica a partir de DNA genómico. Este

fragmento se amplificó con los oligonucleótidos presentados en la tabla 2 y las

condiciones de PCR que se muestran en la figura 10.

Gen Nombre Secuencia de oligonuceótidos (5´→ 3´)

U2AF84 FStu

RSac

AAAAGGCCTATGGCAGGAAGGTATG

CCATGAGCTCTTAATTGTTGAGATATTT

Tabla 2. Oligonucleótidos empleados para la amplificación de U2AF84.

Figura 10. Condiciones de amplificación de U2AF84, durante 30 ciclos.

El producto de PCR obtenido se clonó en el vector de silenciamiento psAP2Gunma. El

cual se esquematiza en la figura 11.

Figura 11. Mapa del vector de silenciamiento psAP2Gunma.

Page 34: “Efecto del silenciamiento del factor

26

Este vector se trató con las enzimas de restricción SacI y StuI (NEB No. catálogo

#R3156 y #R0187L). Para la digestión se emplearon 4 µL de buffer 1, 1 µL de BSA y

una unidad de la enzima SacI y StuI, en un volumen final de 30 µL. La reacción se

incubó a 37 °C durante una hora. Posteriormente se inactivaron las enzimas a 65 °C por

15 minutos y se monitoreo 2 µL en un gel de agarosa al 1%.

Para la reacción de ligación la relación vector:inserto fue 1:3, en 4 µL de buffer de

ligación 5x y una unidad de ligasa T4 (Invitrogen No. catálogo 15224-017), en un

volumen final de 30 µL. La reacción se dejo incubando a 16 °C toda la noche.

La ligación se empleo para transformar bacterias competentes de E.coli de la cepa

TOP10 y TBE. Se mezcló suavemente 200 µL de la cepa y 5 µL de la ligación

dejándolo incubar en hielo por 20 min, para posteriormente incubar a 42 °C por 45

segundos y se dejó nuevamente en hielo por 2 minutos. Posteriormente se adicionó 800

µL de medio súper óptimo (SOB). Se incubó en agitación a 37 °C por 1 hora con 20

minutos. Finalmente se tomó una alícuota de 100 µL y se espatuló en cajas con medio

solido Luria-Bertani con ampicilina (100 µg/mL) y se incubó en la obscuridad a 37 °C

toda la noche. Las colonias obtenidas se sembraron en tubos con 3 mL de medio Luria-

Bertani con ampicilina (100 µg/mL) se incubaron en agitación a 37 °C toda la noche.

Las bacterias se colectaron por centrifugación (13,000 rpm por 2 minutos) y se

extrajeron los plásmidos por miniprep acorde a la técnica descrita por Del Sal y col.

(1998). Las bacterias se resuspendieron en 300µL de buffer STET (sacarosa 3% (w/v),

tritón X-100 0.1% (v/v), EDTA 50 mM, Tris-HCl 50 mM pH 8.0), se adicionó 10 µL de

lisozima (10 µg/ µL) y se dejó incubar a temperatura ambiente por 10 minutos. Las

muestras se calentaron a 90 °C por 1.15 minutos y se centrifugaron a 15,000 rpm por 15

minutos. Se removió la pastilla y se adicionó 10 µL de CTAB 5%. Nuevamente se

centrifugaron las muestras a 15,000 rpm por 10 minutos, se elimino el sobrenadante.

La pastilla se resuspendió en 300 µL de NaCl 1.2 M, posteriormente se adicionó 700 µL

de etanol absoluto y se centrifugó a 15,000 rpm por 15 minutos. La pastilla resultante se

lavó con 300 µL, se centrifugó a 15,000 rpm por 5 minutos, se decanto el sobrenadante

Page 35: “Efecto del silenciamiento del factor

27

y la pastilla de DNA se resuspendió en 50 µL de H2O miliq. Se monitorizaron 5 µL del

plásmido en un gel de agarosa al 1% en TAE (Tris-acetato 4 mM, EDTA 1 mM).

Los plásmidos recombinantes seleccionados se trataron con las respectivas enzimas de

restricción SacI y StuI, empleando para la digestión 4 µL de buffer 1, 1 µL de BSA y

una unidad de la enzima SacI y StuI, en un volumen final de 20 µL y monitoreando las

digestiones en un gel de agarosa al 1%. Con lo que se permitió identificar el fragmento

correspondiente a los primeros 400 nucleótidos del gen de U2AF84.

Las candidatas positivas se enviaron a secuenciar, empleando los oligonucleótidos de la

tabla 3.

Gen Nombre Secuencia de oligonuceótidos (5´→ 3´)

psAP2Gunma psAP2-FP

psAP2-RP

AAAAGGCCTATGGCAGGAAGGTATG

CCATGAGCTCTTAATTGTTGAGATATTT

Tabla 3. Oligonucleótidos empleados para la secuenciación de las clonas positivas.

Una vez que se corroboró la secuencia, las clonas positivas se crecieron en 50 mL de

medio líquido, se centrifugaron a 10,000 rpm por 5 minutos a 4 °C y el plásmido se

purificó empleando una MegaPrep con el kit “QIAGEN PlasmidMidi”. Finalmente se

cuantificó por espectrofotometría a una longitud de onda de 260 nm.

CULTIVO DEL PARÁSITO E. histolytica.

Los trofozoítos de E. histolytica de la cepa G3, se cultivaron en tubos de cristal con

rosca de 12 mL a 37 ºC con medio TYI-S-33, descrito por Diamond et al., en 1978 la

formulación de este medio se describe en el anexo de este trabajo. Una vez que los

tubos alcanzaron una confluencia del 70-80 % se enfriaron en un baño de hielo-agua

durante 15 minutos, se resuspendieron los trofozoítos y finalmente se resembraron 500

μL en tubos con medio fresco.

Page 36: “Efecto del silenciamiento del factor

28

TRANSFECCIÓN DEL PLÁSMIDO SILENCIADOR pGsi84 EN

TRAFOZOITOS DE E. histolytica.

La transfección de trofozoítos de E. histolytica se realizó de la siguiente forma a partir

de dos tubos de 12 mL con medio TYI-S-33 a una confluencia de entre el 80-90% de

amebas se sembró una caja de 25 cm2, llenándola completamente con medio TYI-S-33,

transcurridas las 24 horas se verificó que hubiese la formación de una monocapa de

amebas (confluencia entre el 90-95%). Se retiró el medio, adicionando 5 mL de medio

TYI-S-33 frio. Cuidadosamente se levantó la monocapa pipeteando el medio frio hasta

homogenizarlo, posteriormente se realizó un conteo de amebas en una cámara de

neubauer.

En una caja de 6 pozos se sembraron entre 500,000-600,000 amebas por pozo, se

adicionó 5 mL de medio TYI-S-33 completo tibio y se incubaron a 37 °C con CO2

durante 30 minutos.

Durante los 30 minutos de incubación se realizó en esterilidad la mezcla de

transfección, en tubos Eppendorf de 1.5 mL se mezclaron 20 µg de los respectivos

plásmidos control y silenciador, 100 µL de medio M199 (suplementado con HEPES 25

mM, Cisteína 5.7 mM, Ácido ascórbico 1 mM, pH. 6.8) (Life technologies 11150-059)

y 20 µL de superfect (Quiagen No. catálogo 301305) dejándolo incubar a temperatura

ambiente por 10 minutos. En un tubo cónico de 15 mL se preparó medio M199

completo con suero bovino adulto (BSA) al 15% (Microlab No. catálogo 50140)

Transcurrido el tiempo de incubación se retiró el medio TYI-S-33 y se hicieron dos

lavados con 1 mL de medio M199 previamente precalentado a 37 ºC.

Se combinó la mezcla de superfect con 900 µL de medio M199 completo con BSA y se

adicionó lentamente gota a gota sobre la monocapa de amebas formada en cada uno de

los pozos. Posteriormente se incubó a 37 ºC por 4 horas. Al termino de este periodo de

tiempo se enfrió la placa en un baño de hielo-agua durante 15 minutos y se colectó el

medio con las amebas, las cuales se sembraron en tubos de 12 mL con medio TYI-S-33

e incubándolas a 37 ºC durante 24 horas.

Transcurrido ese tiempo se inicia la selección con el antibiótico G418 (Life

technologies No. catálogo 11811098) a una concentración de 1 µg/mL, la concentración

fue aumentando conforme los tubos alcanzaron una confluencia de 80%, hasta llegar a

Page 37: “Efecto del silenciamiento del factor

29

10 μg de antibiótico. Una vez que se establecieron los cultivos a las concentraciones de

antibiótico deseadas, se expandieron en cajas de 25 cm2.

ENSAYO DE WESTERN BLOT

Los extractos de proteína total se obtuvieron por dos métodos uno con buffer de lisis

(Tris HCl 50 mM pH 7.5, NaCl 150 mM, Triton X-100 1% e inhibidor de proteasas E-

64 10 μM) y el segundo acorde al protocolo de extracción de proteínas con TRIzol

(Invitrogen No. Catálogo 15596-026).

Se preparó un gel de poliacrilamida al 8% con las siguientes cantidades:

Reactivo Gel Separador Gel Condensador

Acrilamida 3.3 mL 225 µL

Tris-HCl 3.8 mL (pH 8.8) 250 µL (pH 6.8)

SDS (10%) 100 µL 20 µL

H2O 2.7 mL 1.545 mL

PSA 50 µL 10 µL

TEMED 10 µL 5 µL

Tabla 4. Reactivos para la preparación de un gel de poliacrilamida al 8%.

Las muestras se mezclaron con buffer de carga 4X y agua, posteriormente se calentaron

durante 3 min a 92 °C, se centrifugó y cargo de 25-30 µg de proteína. Las muestras se

cuantificaron por el fluorometro Quibit 2.0 acorde a las indicaciones del proveedor.

(Invitrogen No. catálogo Q32866).

El gel se corrió en un buffer de corrida para proteínas 1X (Tris-base 30 g/L, Glicina 144

g/L y SDS 10%) a 120 V, 350 mA y 100 W durante 1:30 horas.

Posteriormente se realizó la transferencia a una membrana de nitrocelulosa (PROTRAN

0.45 µM No. catálogo NBA085C001EA) empleando buffer de transferencia (Glicina 39

mM, Tris-base 48 mM, SDS 0.037% y Metanol 20%) a 86 V, 300 mA y 100 W por 2

horas. Una vez finalizado se tiño con rojo de Ponceau, para verificar la transferencia de

proteínas y se lavó con PBS (NaCl 137 mM, KCl 2,7 mM, Na2HPO4 10.1 mM y

KH2PO4 1.8 mM).

Page 38: “Efecto del silenciamiento del factor

30

Se bloqueo la membrana con suero bovino adulto (BSA) al 3% en PBS, a 37 °C en

agitación por 2 horas, después se lavó la membrana 6 veces durante 5 minutos con PBS-

Tween20 0.5%.

Se incubó con el anticuerpo primario anti U2AF65 de cabra, el cual reconoce el N-

terminal de la proteína (Santa Cruz No. catálogo sc-19958) en PBS a una dilución

1:2000 durante toda la noche, se lavó 6 veces durante 5 min con PBS-Tween20 0.5%.

Se incubó con el anticuerpo secundario Ig de conejo anti-cabra (Invitrogen Zymax No.

catálogo #81-1620) en PBS-Tween20 0.5% a una dilución 1:10000. Se lavó 8 veces

durante 2:30 minutos con PBS- Tween20 0.5%, después un lavado de 10 minutos de

nuevo con PBS-Tween20 0.5% y finalmente un lavado con PBS.

Como control de carga se empleó el anticuerpo primario anti Histona H3 de conejo

(Meckmillipore No. catálogo #97275), a una dilución 1:1000 y anticuerpo secundario Ig

de cabra anti-conejo (Zymax No. catálogo AQ132P) a una dilución 1:5000, empleando

los mismos tiempos de bloqueo incubación y lavado.

Finalmente se procedió a revelar la señal de la membrana en placas fotográficas Kodak

film (Ref. 604 0331), con solución quimioluminiscente (Perkinelmer No. catálogo

NEL103001EA). Se enjuagaron y dejaron secar para su posterior análisis.

ENSAYO RT-PCR

A partir de la extracción de RNA total con el protocolo de TRIzol (Invitrogen No.

catálogo 15596-026) cada una de las muestras a 1, 5 y 10 μg/mL de G418 se trato con

DNAsa I (Promega No. catálogo #M6101), de 5-8 μL de muestra, 5 μL de buffer para

RT 5X y 1μL de DNAsa I, en un volumen final de 25 μL, se incubó a 37 ºC por 1 hora,

el RNA se trato posteriormente con fenol-cloroformo-alcohol isoamílico y precipitó con

etanol. EL RNA total se cuantificó por espectrofotometría a una longitud de onda de

260 nm y por el fluorometro Quibit 2.0 acorde a las indicaciones del proveedor.

(Invitrogen No. catálogo Q32866).

Page 39: “Efecto del silenciamiento del factor

31

Ya cuantificado para la reacción de retrotranscripción en un tubo Eppendorf de 1.5 mL

se empleo 1 μg de RNA total de cada muestra, se adicionó 1 μL de solución de

deoxinucléotidos DNTP´s 10 mM, 1 μL de oligonucleótido reverso del transcrito de

interés 10 mM y se llevo a un volumen de 13 μL. Se incubó a 65 ºC durante 5 minutos y

luego en hielo por 2 minutos. Después se adicionó 4 μL de buffer FS 5X y 2 μL de DTT

0.1 M. Se incubó a 37 ºC por dos minutos, transcurrido ese tiempo se adicionó 1 μL de

MMLV-RT (Invitrogen No. catálogo 28025-021) esta mezcla final se dejó incubando a

37 ºC durante 1 hora. Finalmente se inactivó a 75 ºC por 10 minutos.

Para las reacciones de PCR, se tomó 2 μL de la RT respectiva y se adicionó en un tubo

Axygen de 0.2 mL junto con 1.25 μL de buffer para PCR 10X, 0.25 μL de DNTP´s 10

mM, MgCl2 a diferentes concentraciones, dependiendo del transcrito a amplificar, estas

se presentan en la tabla 5, 0.63 μL de oligonucleótidos F y R según el transcrito que se

fuera a amplificar (tabla 6), 0.14 μL de Taq polimerasa (Invitrogen No. catálogo 10342-

053) y se llevo a un volumen final de 12.5 μL con H2O miliQ.

Como control negativo se realizó la reacción de PCR del RNA total sin tratar con

retrotranscriptasa, las figuras se presentan en el anexo de este trabajo.

Transcrito Concentración de MgCl2 μL para la reacción de PCR

rRNA 18S 1 mM 0.25 μL

Actina 1.5 mM 0.38 μL

Cdc2 1.5 mM 0.38 μL

ClC-B 2.5 mM 0.63 μL

RabX13 3 mM 0.75 μL

Sam50 2.5 mM 0.63 μL

MybS6 2.5 mM 0.63 μL

Tabla 5. Concentraciones de MgCl2 empleadas en la reacción de PCR para cada transcrito de estudio.

Page 40: “Efecto del silenciamiento del factor

32

Transcrito Nombre Secuencia de oligonuceótidos (5´→ 3´)

rRNA 18S FRibEh239F

RRibEh88R

ATTGTCGTGGCATCCTAACTCA

GCGGACGGCTCATTATAACA

Actina EhACT F

EhACT R

GAGCTGTATTCCCATCCATTGTTG

CTTTCAGCAGTAGTGGTGAAAGC

Cdc2 Cdc2 F

Cdc2 R

CAATTAGGAGAAGGAACATATGG

GTGGTTTCATATCTCTGTGAAG

ClC-B Chlo F

Chlo R

ATGGAACAAAATTTACCCTC

AAGCAACACCACATCCAGAAGC

RabX13 Rab2 F

Rab2R

CGTTGTTGGAGACTCTTCAGTTGG

GACCCATTTCAGTTGAAACAGTTC

Sam50 FSam50

RSam50

GCAATGACAACAAGAATGCAA

AAGAAACCCCAACTCCACAA

EhMybS6 S6 FWD

S6 REV

TCAAGTTCGTTCTCATGCAC

CTAGAACAATTGGTTCGAAGG

Tabla 6. Oligonucleótidos empleados en la reacción de PCR para cada uno de los transcritos de estudio.

A continuación se presentan las condiciones de amplificación de cada uno de los

transcritos.

Figura 12. Condiciones para la amplificación durante 28 ciclos del fragmento rRNA 18S.

Page 41: “Efecto del silenciamiento del factor

33

Figura 13. Condiciones para la amplificación durante 30 ciclos del fragmento Actina.

Figura 14. Condiciones para la amplificación durante 35 ciclos del fragmento Cdc2.

Figura 15. Condiciones para la amplificación durante 40 ciclos del fragmento ClC-B.

Figura 16. Condiciones para la amplificación durante 40 ciclos del fragmento RabX13.

Page 42: “Efecto del silenciamiento del factor

34

Figura 17. Condiciones para la amplificación durante 40 ciclos del fragmento Sam50.

Figura 18. Condiciones para la amplificación durante 40 ciclos del fragmento MybS6.

Los respectivos productos se monitorizaron en geles de agarosa al 2% y 2.5% en el caso

de Sam50 y EhMybS6. Se cargaron 3 μL de cada muestra con 2 μL de buffer de carga

(glicerol en H2O 30%, azul de bromofenol 0.25% xileno cianol FF 0.25%). Se corrieron

a 120 V durante 50 minutos, se tiñeron en una solución de bromuro de etidio durante 13

min, se enjuagaron con H2O durante 10 min y se obtuvo la imagen correspondiente en

el foto-iluminador (Dnr, MINI Bis Pro), con el software Gel Capture.

Page 43: “Efecto del silenciamiento del factor

35

ANALISIS DE IMAGENES

Para el análisis de las imágenes obtenidas, se empleo el software ImageJ. Para obtener

los valores de densitometría de los ensayos de western blot y calcular la eficiencia de

silenciamiento de U2AF84, se obtuvieron las densidades de intensidad del área bajo la

curva tanto de U2AF84, como de la histona H3, el cual se utilizó como control de carga.

Con los valores obtenidos se efectuó el cociente de la densidad de intensidad de U2AF84

entre la densidad de intensidad de H3. Los valores se normalizaron contra el vector

vacio a escala de 1. Debido a que nuestro esquema experimental compara dos plásmidos

transfectados en amibas originarias del mismo cultivo se realizó el análisis estadístico

de T-student para dos muestras pareadas con el software GraphPad Prism.

En el caso de los valores de densitometría para los ensayos de RT-PCR, se obtuvieron

los valores IntDen de cada una de las bandas, siendo el rRNA 18S el control de carga.

Posteriormente cada uno de los valores de los transcritos a las diferentes

concentraciones de antibiótico se dividieron entre el valor obtenido del control de carga

para normalizarlos. Se graficaron los cocientes de los valores obtenidos para pGsi84

considerando como 1 el valor de los vectores vacíos a cada concentración de antibiótico

G418. Para los transcritos estudiados los valores se graficaron como el porcentaje total

de la expresión de las variantes de RNA correspondientes a los transcritos estudiados.

Page 44: “Efecto del silenciamiento del factor

36

RESULTADOS

OBTENCIÓN DE LA CONSTRUCCIÓN DEL PLÁSMIDO SILENCIADOR

pGsi84

Para obtener el plásmido silenciador pGsi84, mini-preparaciones de DNAs plasmídicos

obtenidos de las clonas candidatas de las ligaciones del inicio del gen de U2AF84 en el

vector psAP2Gunma se trataron con las enzimas de restricción SacI y StuI. Los

resultados obtenidos se presentan en la figura 19.

Figura 19. Perfil electroforético de las clonas candidatas. A) Monitoreo del plásmido silenciador obtenido por

miniprep, el carril 1 corresponde al vector psAP2Gunma vacio y los carriles 2 al 7 corresponden a las colonias

candidatas seleccionadas. B) Digestión de los plásmidos obtenidos con las enzimas de restricción SacI y StuI.

En el carril m se indican los marcadores de 1 kb, el carril 1 corresponde al vector psAP2 Gunma vacío y los

carriles 2, 3, y 4 corresponden a los plásmidos de las colonias candidatas positivas (2, 3 y 5).

Como se observa en las respectivas imágenes, la selección de los plásmidos se realizó

acorde al patrón de migración en comparación al vector vacio. La diferencia de tamaño

en los plásmidos de las colonias candidatas contra el tamaño del vector vacio

psAP2Gunma permitió elegir las clonas que posteriormente se trataron con las enzimas

SacI y StuI (candidatos 2, 4, 5 y 7). Como se aprecia en la figura 19B, liberaron un

inserto de aproximadamente 400 bp, por excepción de la candidata 7. Estas candidatas

positivas se secuenciaron y posteriormente se realizó el análisis bioinformático para

verificar que correspondiera al fragmento correspondiente a U2AF84, dicho análisis se

presenta en la figura 29 en el apéndice.

Page 45: “Efecto del silenciamiento del factor

37

Los plásmidos una vez purificados por columna se cuantificaron y se monitorizaron en

gel de agarosa al 1%, mostrados en la figura 20. Posteriormente se transfectaron en

trofozoítos de E. histolytica de la cepa G3, mostrados en la figura 21.

Figura 20. Perfil electroforético de los plásmidos psAP2Gunma y pGsi84 purificados por columna. El carril 1

corresponde al vector psAP2Gunma y el carril 2 al vector pGsi84.

Figura 21.Trofozoítos de E. histolytica de la cepa G3.

Transcurridas las 24 horas de la transfección se realizó un cambio a medio TYI-S-33

suplementado con 1 µg/mL de antibiótico G418. Cuando se observó aproximadamente

un 80% de confluencia se incrementó la dosis de antibiótico a 2 µg/mL, y nuevamente

al alcanzar el 80% la confluencia a esa dosis se incremento a 3 µg/mL de antibiótico.

Este proceso se continúo hasta alcanzar una concentración de 10 µg/mL de antibiótico.

Transcurridas varias semanas se obtuvieron cultivos estables de transfectantes a 1, 5 y

10 µg/mL de G418 en medio TYI-S-33. De las transfectantes resultantes se obtuvieron

extractos totales de proteínas y RNA para efectuar los ensayos de western blot y RT-

PCR respectivos.

Page 46: “Efecto del silenciamiento del factor

38

INHIBICIÓN DE LA EXPRESIÓN DE U2AF84 EN TRANSFECTANTES DE

E. histolytica.

Para evaluar la inhibición de la expresión de U2AF84, a partir de extractos totales de

proteína se realizó ensayo de western blot. Los resultados obtenidos de la

inmunodetección de U2AF84 se presentan en la figura 22. Se puede apreciar la

disminución de este factor auxiliar en las transfectantes silenciadas comparadas con

aquellas transfectadas con el vector vacío.

Figura 22. Análisis de la expresión de U2AF84 en trofozoítos de E. histolytica. A) Western blot por triplicado de

extractos totales de proteínas de trofozoítos transfectados con el vector vacío (psAP2G) y con el vector

silenciador de U2AF84 (pGsi84) seleccionados con 10 µg/mL de antibiótico G418. Se reveló con un anticuerpo

anti-U2AF65 y como control de carga se utilizó un anticuerpo contra histona H3. B) Análisis densitométrico de

la eficiencia de silenciamiento de U2AF84 en E. histolytica. Utilizando el software ImageJ, para cada señal de

U2AF84 y de H3 se obtuvieron las densidades de intensidad de las aéreas bajo las curvas. Para las

cuantificaciones relativas se dividió el valor de IntDent para ambos vectores entre el valor de IntDent de H3 y

los valores se normalizaron respecto al vector vacio.

Page 47: “Efecto del silenciamiento del factor

39

Normalizado respecto al vector psAP2G (100% de expresión), la expresión de U2AF84

en las transfectantes pGsi84 a una concentración de 10 µg/mL de G418 disminuyó en

un 69%. El ensayo se realizó por triplicado, con una media de 0.31 y un error estándar

de ±0.045 y acorde al análisis densitométrico, el resultado es estadísticamente

significativo con una p=0.004 obtenida al realizar un análisis de T-student para muestras

pareadas.

El ensayo de western blot también se realizó en las muestras correspondientes a las

concentraciones de 1 y 5 µg/mL de antibiótico G418, sin embargo para el caso de 1

µg/mL G418 no se observaron cambios en la expresión de U2AF84 mientras que a 5

µg/mL G418 la disminución es poco perceptible (datos no mostrados).

EFECTO DE LA INHIBICIÓN DE LA EXPRESIÓN DE U2AF84 SOBRE

ALGUNOS PRODUCTOS GENICOS DE E. histolytica.

Para probar el efecto del silenciamiento de U2AF84 sobre el splicing, y posiblemente la

transcripción, se seleccionaron distintos productos génicos amebianos. Los criterios de

selección fueron las señales de los intrones de sus pre-mRNA, es decir las

características de sus tractos de polipirimidinas (pY), la longitud de los mismos y su

proximidad al 3´ss (Tabla 7).

Pre-

mRNA

Longitud del

intrón (nt)

Características de las secuencias intrónicas (5´→ 3´)

BPS, pY y 3´ss

Actina S/I S/I

Cdc2 79 taaaaaaagataaaaagaaagtactgataaaatatag

RabX13 130 ttatcttgtaaataaatataaactaacttttatttag

Sam50 71 tatatttaattaagataaatgtaagactaaaagaaaaaaaattaaagaatag

ClC-B 1I 56 aattaattgaaaaataaataagttctgatcgttttag

MybS6 56 ttcttaaaaaaaattccatgaaatactaacttttatag

Tabla 7. Señales intronicas de los transcritos seleccionados de E. histolytica. Acorde a la secuencia consenso

NCURAY, en rojo se muestra la adenosina del punto de ramificación (BPS), en magenta el 3´ss y en negro el

tracto de polipirimidinas (pY).

Page 48: “Efecto del silenciamiento del factor

40

Como control negativo se midió el pre-mRNA sin intrones del gen de Actina. Los

elementos intrónicos de los transcritos Cdc2, ClC-B, RabX13 y EhMybS6 ya han sido

reportados (Lohia & Samuelson 1993; Guzmán-Medrano et al., 2005; Nakada-Tsukui et

al., 2010), en tanto que los de Sam50 se infirieron considerando aquellos de RabX13 y

EhMybS6, dado que sólo existe el reporte de que tanto las formas procesadas y con

retención de intrón codifican para proteínas cuyos pesos moleculares corresponden con

los mensajeros respectivos (Dolezal et al., 2010; Meneses et al., 2010).

Considerando la estructura de los mensajeros mencionados, se realizaron ensayos de

RT-PCR usando como templado cDNA obtenido a partir del RNA extraído de amebas

transfectadas con vector vacío ps2APG o el vector pGsi84 seleccionados con distintas

concentraciones de G418. Los productos amplificados se cuantificaron en relación al

transcrito del rRNA 18S.

Transcrito del gen de Actina

Para el control negativo por la ausencia de intrón se empleo Actina cuyo producto

esperado es de 535 bp. En la figura 23 se presentan los resultados obtenidos de la RT-

PCR. Aún cuando existen en apariencia cambios en la cantidad de producto entre los

carriles de vector vacio y de pGsi84 a las distintas concentraciones de antibiótico (Fig.

23A), estas diferencias no se mantienen una vez normalizados los valores contra los

productos del rRNA 18S, que esencialmente permanece sin cambios en todos los

tratamientos (Fig. 23B).

Por lo tanto, podemos concluir que el transcrito de Actina no sufre modificaciones en

sus niveles de expresión, en ninguna de las transfectantes silenciadas a las diferentes

concentraciones de G418, el análisis de la expresión del transcrito se presenta en la

gráfica 1.

Page 49: “Efecto del silenciamiento del factor

41

Figura 23. Perfil electroforético para determinar la expresión del transcrito de Actina en trofozoítos

transfectados. A) Reacción de RT-PCR del transcrito de Actina, de las transfectantes a concentraciones de 1, 5

y 10 µg/mL de G418, el producto de la PCR es de 535 bp. B) RT-PCR del transcrito rRNA 18S, de las

transfectantes a concentraciones de 1, 5 y 10 µg/mL de G418, el producto de la PRC es de 173 bp.

Gráfica 1. Determinación del efecto del silenciamiento de U2AF84 del transcrito de Actina. Expresión de Actina

en las transfectantes silenciadas, normalizada contra rRNA 18S. En azul se presenta el grupo de transfectantes

control (obscuro) y silenciada (pálido) a una concentración de 1 µg/mL de G418, en morado a 5 µg/mL de

G418 y en verde a 10 µg/mL de G418. En cada caso, usando el software ImageJ, se obtuvieron los valores

IntDen de cada tratamiento y fueron normalizados respecto a los valores de la expresión del rRNA 18S (Fig.

23B). Se graficaron los cocientes de los valores obtenidos para pGsi84 considerando como 100% el valor de los

vectores vacíos a cada concentración de antibiótico.

0

20

40

60

80

100

Gun1 84-1 Gun5 84-5 Gun10 84-10

Ex

pre

sión

norm

ali

zad

a d

e

Act

ina

(%)

Page 50: “Efecto del silenciamiento del factor

42

Transcrito del gen de Cdc2

El siguiente transcrito en estudio es Cdc2, el cual posee un intrón, sin embargo este no

posee un tracto de polipirimidinas, el producto esperado con intrón es de 440 bp y sin

intrón de 361 bp. La figura 24 se presenta los resultados obtenidos de la RT-PCR. En

todos los casos se obtuvo solamente el producto correspondiente al mRNA sin intrón.

Interesantemente, a bajas concentraciones de G418 no se observan diferencias entre las

distintas transfectantes, pero a 5 g/mL de G418 se observó un ligero incremento no

significativo en la transfectantes silenciadas, en tanto que aquellas seleccionadas a 10

g/mL de G418 mostraron un nivel de expresión menor de Cdc2, tal y como lo muestra

la cuantificación (Grafica 2).

Figura 24. Perfil electroforético para determinar la expresión del transcrito de Cdc2 en trofozoítos

transfectados. Reacción de RT-PCR del transcrito de Cdc2, de las transfectantes a concentraciones de 1, 5 y

10 µg/mL de G418. Los productos de PCR obtenidos corresponden todos a mensajeros completamente

procesados.

Gráfica 2. Determinación del efecto del silenciamiento de U2AF84 del transcrito de Cdc2. Expresión de Cdc2 en

las transfectantes silenciadas, normalizada contra rRNA 18S. Los valores se analizaron como se describe en la

gráfica 1.

0

20

40

60

80

100

120

Gun1 84-1 Gun5 84-5 Gun10 84-10

Ex

pre

sión

norm

ali

zad

a d

e C

dc2

(%)

Page 51: “Efecto del silenciamiento del factor

43

Transcrito del gen de RabX13

RabX13 posee un intrón largo cuyo tracto de polipirimidinas está bien definido y es

cercano al 3´ss. Los productos de la reacción de PCR son con intrón de 510 bp y sin

intrón de 374 bp. La figura 25 muestra desde la concentración de 1 µg/mL de G418, en

las transfectantes silenciadas hay una acumulación del pre-mRNA y la disminución del

transcrito maduro. A la concentración de 10 µg/mL de G418 hay una disminución de

ambos transcritos, probablemente por alguna perturbación en el proceso de trascripción.

En la gráfica 3 se presentan los valores obtenidos normalizados contra el rRNA 18S.

Como el total de los transcritos detectados comprende los productos del pre-mRNA y el

mRNA, la cuantificación de los mismos se representan como porcentajes de una barra,

así las barras correspondientes a las transfectantes silenciadas a las distintas

concentraciones de antibiótico muestran un incremento de color obscuro, reflejando una

acumulación del pre-mRNA en función de la ausencia incrementada del factor U2AF84.

Page 52: “Efecto del silenciamiento del factor

44

Figura 25. Perfil electroforético para determinar la expresión del transcrito de RabX13 en trofozoítos

transfectados. Reacción de RT-PCR del transcrito de RabX13, de las transfectantes a concentraciones de 1, 5 y

10 µg/mL de G418, el producto con intrón es de 510 bp y sin intrón de 374 bp.

Gráfica 3. Determinación del efecto del silenciamiento de U2AF84 del transcrito de RabX13. Expresión de

variantes de RNA de RabX13 en las transfectantes silenciadas, normalizada contra rRNA 18S. Los valores se

analizaron como se describe en la gráfica 1 y se representan como el por ciento del total de los productos

detectados.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Gun1 84-1 Gun5 84-5 Gun10 84-10

Ex

pre

sión

norm

ali

zad

a d

e R

ab

X1

3(%

)

mRNA

pre-mRNA

Page 53: “Efecto del silenciamiento del factor

45

Transcrito del gen de Sam50

El transcrito del gen de Sam50 posee un intrón, también un tracto de pirimidinas, sin

embargo este se encuentra 39 nt río arriba del 3´ss. Los productos de PCR esperados

son con intrón de 935 bp y sin intrón de 763 bp, que se presentan en la figura 26.

De forma similar que con el transcrito de RabX13, se puede observar un aumento en el

pre-mRNA en las transfectantes silenciadas comparándolas con los controles a las

diferentes concentraciones de antibiótico G418. Estos valores se muestran en la

siguiente gráfica (Gráfica 4), que ha sido normalizada contra el rRNA 18S y cuyos

valores se representan en porcentaje.

Figura 26. Perfil electroforético para determinar la expresión del transcrito de Sam50 en trofozoítos

transfectados. Reacción de RT-PCR del transcrito de Sam50, de las transfectantes a concentraciones de 1, 5 y

10 µg/mL de G418, el producto con intrón es de 935 bp y sin intrón de 763 bp.

Gráfica 4. Determinación del efecto del silenciamiento de U2AF84 del transcrito de Sam50. Expresión de

variantes de RNA de Sam50 en las transfectantes silenciadas, normalizada contra rRNA 18S. Los valores se

analizaron como se describe en la gráfica 1 y se representan como el por ciento del total de los productos

detectados.

0

10

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(%)

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pre-mRNA

Page 54: “Efecto del silenciamiento del factor

46

Transcrito del gen de ClC-B

El transcrito del gen de ClC-B posee dos intrones, sin embargo en este trabajo se estudio

el primer intrón, el cual posee un tracto de polipirimidinas muy pequeño. El producto

esperado con intrón es de 652 bp y sin intrón de 596 bp.

La figura 27 muestra que mayoritariamente se amplifica el producto que corresponde al

transcrito sin intrón. A bajas concentraciones de G418 no se observa diferencias en la

expresión tanto del pre-mRNA como del transcrito maduro entre las transfectantes

control y silenciadas, mientras que a concentraciones de 5 g/mL de G418 se observa

un incremento del pre-mRNA en las transfectantes silenciadas comparadas con su

control; a la concentración de 10 g/mL de G418 el nivel de expresión del pre-mRNA

vuelve a disminuir en las silenciadas (Gráfica 5).

Page 55: “Efecto del silenciamiento del factor

47

Figura 27. Perfil electroforético para determinar la expresión del transcrito de ClC-B en trofozoítos

transfectados. Reacción de RT-PCR del transcrito de ClC-B, de las transfectantes a concentraciones de 1, 5 y

10 µg/mL de G418, el producto es de 596 bp. Los productos de PCR obtenidos corresponden todos a

mensajeros completamente procesados.

Gráfica 5. Determinación del efecto del silenciamiento de U2AF84 del transcrito de ClC-B. Expresión de

variantes de RNA de ClC-B en las transfectantes silenciadas, normalizada contra rRNA 18S. Los valores se

analizaron como se describe en la gráfica 1 y se representan como el por ciento del total de los productos

detectados.

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(%)

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pre-mRNA

Page 56: “Efecto del silenciamiento del factor

48

Transcrito del gen de EhMybS6.

El último de los transcritos de estudio es EhMybS6, el cual posee un intrón cuyo tracto

de pirimidinas es muy pequeño en comparación con el de RabX13 pero este se

encuentra yuxtapuesto con el 3´ss. Los productos esperados son con intrón de 191 bp y

sin intrón de 135 bp.

En este caso no se observó una disminución del mensajero entre los tratamientos, sin

embargo a partir de la concentración de 5 µg/mL de G418, se observó acumulación del

pre-mRNA en las transfectantes silenciadas, misma que incrementó a la concentración

de 10 µg/mL de G418. En la grafica 6 se presentan los valores obtenidos y

normalizados contra rRNA 18S.

Figura 28. Perfil electroforético para determinar la expresión del transcrito de EhMybS6 en trofozoítos

transfectados. Reacción de RT-PCR del transcrito de EhMybS6, de las transfectantes a concentraciones de 1, 5

y 10 µg/mL de G418, el producto con intron es de 191 bp y sin intrón de 135 bp.

Gráfica 6. Determinación del efecto del silenciamiento de U2AF84 del transcrito de EhMybS6 Expresión de

variantes de RNA de EhMybS6 en las transfectantes silenciadas, normalizada contra rRNA 18S. Los valores se

analizaron como se describe en la gráfica 1 y se representan como el por ciento del total de los productos

detectados.

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S6

(%)

mRNA

pre-mRNA

Page 57: “Efecto del silenciamiento del factor

49

DISCUSIÓN

Entamoeba histolytica es un eucarionte de ramificación temprana, cuyo genoma está

compuesto de 8201 genes de los cuales 2553 contienen intrones (Lorenzi et al., 2010).

Dichos intrones poseen las señales correspondientes para su reconocimiento por parte

del complejo proteína-RNA conocido como spliceosoma, que esta conservado en la

mayoría de los organismos. Con base en las predicciones bioinformáticas y análisis in

silico sobre los factores y snRNPsU2, U4 y U5 se han propuesto las interacciones RNA-

proteína y las diversas vías alternativas de splicing en este parásito (Davis et al., 2007).

Debido a que en los estudios de análisis proteómicos realizados recientemente (Valdés

et al., 2014) entre las 32 proteínas relacionadas con factores de splicing allí detectadas,

particular e interesantemente de las proteínas relacionadas con el snRNP U2, se detectó

el factor auxiliar de U2 que en el particular caso de E. histolytica su peso es de 84 kDa,

decidimos efectuar los ensayos de silenciamiento y verificar que su ausencia tuviera un

impacto sobre los productos de splicing de distintos pre-mRNA.

La eficiencia de silenciamiento por el sistema de RNA de interferencia para trofozoítos

transfectantes de la cepa G3 fue de 69%. En otros estudios donde se realiza el

silenciamiento basado en RNA de interferencia el rango de silenciamiento dependiendo

del gen va del 40 al 80% (Zhang et al., 2011).

Con base en que U2AF65 en especies como humano, Drosophila o en levadura, cuyo

ortólogo es Mud2, resulta fundamental en el reconocimiento de tracto de pirimidinas

para efectuar el reclutamiento de los snRNP U1 y U2 formando el complejo pre-

catalítico (Ritchie et al., 2009), resulta razonable que el silenciamiento no resulte 100%

efectivo. Esto es, dada la importancia de este factor se espera que su ausencia total sea

deletérea.

De acuerdo a lo anterior, y como se analizará más adelante, el silenciamiento de este

gen presenta alteraciones en el proceso de transcripción de algunos de los transcritos de

estudio así como la esperada acumulación de pre-mRNA.

Page 58: “Efecto del silenciamiento del factor

50

Dentro de las secuencias de reconocimiento intrónicas el tracto de pirimidinas es el que

interactúa directamente con el motivo de reconocimiento de RNA RRM1 y RRM2 de

U2FA65, al mismo tiempo que interactúa con la subunidad pequeña U2AF35 y esta

última con el sitio de splicing 3’ para el reclutamiento del spliceosoma y permitir la

escisión del intrón.

Para probar la dependencia de la presencia de U2AF84 en el proceso de splicing en E.

histolytica, en distintos transcritos analizados el primero probamos el transcrito de

Actina. Se comprobó que la expresión de este no se vio afectado por el silenciamiento

de U2AF84 ya que al carecer de intrón no requiere de este factor auxiliar para su

procesamiento.

Algo similar se observó en el caso de Cdc2. Aun cuando este transcrito posee intrón, no

posee tracto de pirimidinas (Lohia et al., 1993) por lo que se espera que la definición

del 3´ss sea un poco diferente. De acuerdo con esto y como se puede notar en la figura

17, únicamente se presenta el mRNA que es de 361 bp, por lo que la disminución de

U2AF84 no tuvo efecto sobre su procesamiento, es decir que la escisión de este intrón se

efectúa sin la presencia de este factor auxiliar.

Respecto a la dependencia o independencia de la presencia de U2AF, estudios in vitro

usando extractos nucleares de células HeLa depletados del heterodímero de U2AF,

probados en dos grupos de transcritos, unos dependientes de AG (con pY débiles) y

otros independientes a AG (con pY fuertes), a los cuales se les añadió el heterodimero

U2AF35/65 o la subunidad de 65 kDa solamente, mostraron que en los transcritos

independientes de AG, tanto el heterodímero como de la subunidad de 65 kDa

restablecieron el splicing. En cambio en los transcritos dependientes de AG, la

subunidad de 65 kDa no logró restablecer la reacción de splicing. Los autores

concluyeron que la afinidad de U2AF65 es baja debido a la debilidad del tracto de

pirimidinas, por lo que la interacción de la subunidad de 35 kDa resulta necesaria para

una unión eficiente y el consecutivo reclutamiento del spliceosoma (Wu et al., 1999).

Page 59: “Efecto del silenciamiento del factor

51

Con base en lo anterior en el transcrito RabX13 se observó una acumulación del pre-

mRNA desde la concentración de 1 µg/mL de G418. Este fenómeno se explica por el

tracto de pirimidinas largo y bien definido cercano al sitio de splicing 3´, por lo que

podemos clasificarlo como un transcrito independiente de AG, de modo que el

silenciamiento de U2AF84 afecta directamente su procesamiento.

Sam50 es otro transcrito cuyo procesamiento se vio afectado por la disminución de

U2AF84, aun cuando a las 3 condiciones de concentración de antibiótico existe la

acumulación de pre-mRNA, a concentraciones de 10 µg/mL de G418, se observa

claramente el incremento del transcrito no maduro en las transfectantes silenciadas.

Acorde al análisis de las secuencias intrónicas para este caso, el transcrito posee un

tracto de pirimidinas definido pero más alejado del sitio de splicing 3´. Sin embargo con

base a nuestros resultados este transcrito estaría entre los transcritos independientes a

AG.

Estudios en Schiziosacharomicces pombe y levadura mostraron que las mutaciones del

RRM3 de prp2 y Mud2, ortólogos de U2AF65 en humano no puede efectuar el proceso

de splicing en transcritos donde el tracto de pirimidinas está bien definido y se

encuentra entre el punto de ramificación y el sitio de splicing 3´ (Sridharan et al., 2007)

y que es requerido para el correcto splicing in vivo (Banerjee et al., 2004). Por su

comportamiento con los transcritos de RabX13 y Sam50 es probable que U2AF84 sea el

ortólogo en ameba de los factores auxiliares de humano, mosca de la fruta y levadura.

En el caso del intrón 1 del transcrito de ClC-B, tanto como en el del transcrito de

EhMybS6, estos poseen pY pequeños y cercanos al sitio de splicing 3’. La ausencia de

U2AF84 afecta el splicing de ambos transcritos de manera similar, al menos para una de

las concentraciones de G418 utilizadas, es decir, se puede apreciar la acumulación de

pre-mRNA, aunque de una manera discreta e intermedia entre los transcritos no

afectados y los transcritos independientes de AG. Aparentemente el intrón 1 de ClC-B y

MybS6 corresponden a transcritos cuyos tractos de pirimidinas poseen 5 a 6 residuos y

son mucho menos competitivos en splicing, de modo que para que se efectué el proceso

de splicing es necesaria la intervención de todas las secuencias intrónicas (v.g. 3´ss), así

Page 60: “Efecto del silenciamiento del factor

52

como que dichas secuencias sean más cercanas al consenso y finalmente se requiere la

participación de la subunidad U2AF35 (Coolidge et al., 1997).

La configuración de las secuencias alrededor del 3’ss de estos intrones es similar a los

estudiados en transcritos msl-2 de Drosophila, en el que se encontró que la subunidad

de 35 kDa que interactúa con la secuencia AG del sitio de splicing ayuda a la

estabilización de la subunidad de 65 kDa cuando la distancia del tracto de pirimidinas y

el sitio de splicing 3´ es corto, es decir un pY débil (Valca, 1999).

En estudios no publicados por Valdés y colaboradores, se encontró que la disminución

de la expresión nuclear de U2AF84 resulta en la sobreexpresión de U2AF45, otro posible

ortólogo de U2AF65. Estos datos, en conjunto con la inmunoprecipitación de U2AF29 (el

posible ortólogo de U2AF35) en partículas de riobnucleoproteínas amebianas reclutadas

in vivo (Valdés et al., 2014) sugieren dos baterías de splicing en amebas: una para

procesar transcritos independientes de AG en la que U2AF84 realizara todas las

funciones en la definición del 3’ss, y otra que procese los transcritos dependientes de

AG, que involucra a SF1 (detectado en ambos ensayos realizados por Valdés y

colaboradores), U2AF29 y U2AF45 para realizar dicha función. El efecto mixto

provocado por el silenciamiento de U2AF84 sobre los transcritos de ClC-B y EhMybS6

pudiera reflejar una competencia entre la actividad de ambas maquinarias.

Aunque nuestros experimentos están limitados por el bajo número de replicados

biológicos, consideramos que las observaciones repetidas entre los distintos transcritos

refuerza nuestras conclusiones.

Otra observación encontrada fue la disminución del pre-mRNA en algunos de los

transcritos de estudio, tal es el caso de RabX13, Cdc2 y ClC-B. Una posible explicación

de este fenómeno es la probable perturbación en el proceso de la transcripción. En el

estudio realizado por Listerman et al., en el 2006, con ensayos de ChIP muestra la

relación entre la RNA polimerasa II y algunos factores de transcripción entre ellos

U2AF65, el cual se acumula en transcritos que poseen intrón al ser tratados con

captotecina. Este compuesto inhibe la elongación al bloquear a la topoisomerasa I,

encargada de relajar la estructura superenrollada del DNA. Adicionalmente con ensayos

Page 61: “Efecto del silenciamiento del factor

53

de inmunoprecipitación se encontró que cuando la RNA pol II se encuentra fosforilada

en la Ser2 (que es cuando se encuentra en la fase de elongación activa)

coinmunoprecipita con U2AF65, y dicha inmunoprecipitación se pierde cuando los

complejos se incuban con RNAsa A, lo que se sugiere una interacción Pol II-U2AF65

mediada por RNA.

Lo anterior se relaciona coherentemente con el fenómeno observado para estos

transcritos y resulta de interés para estudios posteriores en el modelo de ameba.

Page 62: “Efecto del silenciamiento del factor

54

CONCLUSIONES

La construcción del plásmido silenciador pGsi84 así como el establecimiento de cepas

amebianas transfectantes con los plásmidos psAP2Gunma y pGsi84 a distintas

concentraciones del antibiótico G418 nos permitieron obtener las herramientas

moleculares y biológicas necesarias para analizar el efecto del silenciamiento de

U2AF84 sobre distintos pre-mRNAs amebianos.

Obtuvimos una disminución del 69% en la expresión de U2AF84 en las transfectantes

silenciadas.

Como se esperaba el silenciamiento de U2AF84 no tuvo un efecto en el procesamiento

de los transcritos Actina y Cdc2 debido a que no poseen un tracto de pirimidinas

definido.

El silenciamiento de U2AF84 resulto en la acumulación de transcritos no maduros con

tractos de pirimidinas definidos RabX13 y Sam50 a las diferentes concentraciones de

antibiótico G418, lo que sugiere que en la selección del 3´ss de estos transcritos

participa U2AF84.

Los transcritos ClC-B y EhMybS6 poseen tractos de pirimidinas pequeños, para estos

casos el silenciamiento de U2AF84 resulto en una acumulación discreta de pre-mRNA a

altas concentraciones de antibiótico G418, esto sugiere la participación de otros factores

de splicing como U2AF35 en la selección del 3´ss.

A altas concentraciones de G418 se observo una disminución en la señal de los

transcritos Cdc2, ClC-B y RabX13, probablemente por perturbaciones en el proceso de

transcripción.

Finalmente los resultados obtenidos parecen indicar que U2AF84 posee la función

correspondiente a U2AF65 en humano y Drosophila, Mud2 y prp2 los ortólogos en

levadura y en S. pombe respectivamente, por lo que probablemente sea el ortólogo en E.

histolytica.

Page 63: “Efecto del silenciamiento del factor

55

PERSPECTIVAS

Debido al limitado estudio de los factores de splicing involucrados procesamiento de m-

RNA amebiano, se plantean nuevos objetivos con el fin de dilucidar sobre la

participación de U2AF84 en el procesamiento de transcritos en E. histolytica, tales

como:

➢ Efectuar las repeticiones del ensayo de RT-PCR de los transcritos estudiados.

➢ Corroborar el silenciamiento de U2AF84 por ensayo de RT-qPCR.

➢ Realizar ensayos de eritrofagocitosis para dilucidar cambios en la función de

fagocitosis en trofozoítos de la cepa G3 de E. histolytica silenciados.

➢ Analizar el efecto de silenciamiento de U2AF84 en trofozoítos de E. histolytica

de la cepa HM1:IMSS, con la construcción de un plásmido silenciador a partir

de vector de silenciamiento pKT3M.

Page 64: “Efecto del silenciamiento del factor

56

APÉNDICE

ELABORACIÓN DE MEDIO TYI-S-33

Para preparar 2 litros de medio TYI-S-33 incompleto se pesan las cantidades de los

siguientes reactivos de la tabla 8.

Reactivo Cantidad a pesar

Biosato 68.96 g

Glucosa 20.91 g

NaCl 4.59 g

KH2PO4 1.38 g

K2HPO4 2.3 g

L(+) Ácido ascórbico 0.57 g

L-cisteína 2.87 g

Citrato ferrico 0.057 g

Tabla 8. Reactivos para la preparación de medio TYI-S-33.

Una vez disueltos todos los reactivos en agua se ajusta el pH a 6.8 y se afora a 2 litros.

Se filtra y alícuota en volúmenes de 200 o 400 mL en botellas de cristal. Posteriormente

estas se esterilizan a 121 ºC 15 lb, durante 15 minutos. La autoclave se purga y retiran

con cuidado los frascos. Estos se dejan enfriar y se envuelven en papel aluminio para

finalmente congelarlos.

Para completar el medio se preparan alícuotas de suero completo, que consiste en

mezclar 400 mL de suero bovino adulto inactivado (Microlab No. catálogo 50140), 64

mL de vitaminas Diamond 40X (Sigma No. catálogo 58980C) y 11.2 mL de una mezcla

de antibióticos (estreptomicina y bencilpenicilina). Se hacen alícuotas de 40 mL en

tubos cónicos de 50 mL.

Por cada 200 mL de medio incompleto, se adicionan 40 mL de suero completo.

Page 65: “Efecto del silenciamiento del factor

57

ANÁLISIS BIOINFORMÁTICO DE LOS PLASMIDOS SILENCIADORES

SECUENCIADOS

Figura 29. Análisis bioinformático para comparar los datos de la secuenciación de los plásmidos con los

nucleótidos correspondientes a los 400 pares de bases de U2AF84. El alineamiento se realizó con el programa

SDSC Workbench.

Lo que el resultado muestra es en azul los residuos conservados y comparando las

clonas que se obtuvieron y secuenciaron contra el gen de U2AF84 corresponden a los

primeros 400 nucleótidos.

Page 66: “Efecto del silenciamiento del factor

58

(-)RT-PCR DE LOS TRANSCRITOS DE ESTUDIO

A continuación se presentan las figuras correspondientes a los controles negativos de las

reacciones de PCR para cada transcrito, para corroborar que la amplificación de

transcritos proviniera de RNA y no de DNA genómico.

Figura 30. Reacción de (-) RT-PCR del transcrito de Actina, de las transfectantes a concentraciones de 1, 5 y

10 µg/mL de G418.

Figura 31. Reacción de (-) RT-PCR del transcrito de Cdc2, de las transfectantes a concentraciones de 1, 5 y 10

µg/mL de G418.

Page 67: “Efecto del silenciamiento del factor

59

Figura 32. Reacción de (-) RT-PCR del transcrito de RabX13, de las transfectantes a concentraciones de 1, 5 y

10 µg/mL de G418.

Figura 33. Reacción de (-) RT-PCR del transcrito de ClC-B, de las transfectantes a concentraciones de 1, 5 y 10

µg/mL de G418.

Page 68: “Efecto del silenciamiento del factor

60

Figura 34. Reacción de (-) RT-PCR del transcrito de MybS6, de las transfectantes a concentraciones de 1, 5 y

10 µg/mL de G418.

Figura 35. Reacción de (-) RT-PCR del transcrito de MybS6, de las transfectantes a concentraciones de 1, 5 y

10 µg/mL de G418.

Page 69: “Efecto del silenciamiento del factor

61

REFERENCIAS

Anbar, M. et al., 2005. Involvement of a short interspersed element in epigenetic

transcriptional silencing of the amoebapore gene in Entamoeba histolytica.

Eukaryotic Cell, 4(11), pp.1775–1784.

Banerjee, H. et al., 2004. The conserved RNA recognition motif 3 of U2 snRNA

auxiliary factor (U2AF 65) is essential in vivo but dispensable for activity in vitro.

RNA (New York, N.Y.), 10(2), pp.240–253.

Bracha, R. et al., 1999. Antisense inhibition of amoebapore expression in Entamoeba

histolytica causes a decrease in amoebic virulence. Molecular Microbiology, 34(3),

pp.463–472.

Bracha, R. et al., 2006. Transcriptional silencing of multiple genes in trophozoites of

Entamoeba histolytica. PLoS Pathogens, 2(5), pp.431–441.

Bracha, R., Nuchamowitz, Y. & Mirelman, D., 2003. Transcriptional Silencing of an

Amoebapore Gene in Entamoeba histolytica : Molecular Analysis and Effect on

Pathogenicity Transcriptional Silencing of an Amoebapore Gene in Entamoeba

histolytica : Molecular Analysis and Effect on Pathogenicity. Eukaryot Cell, 2(2),

pp.295–305. Available at: http://ec.asm.org/content/2/2/295.full.pdf+html.

Brunak, S., Engelbrecht, J. & Knudsen, S., 1991. Prediction of human mRNA donor

and acceptor sites from the DNA sequence. Journal of molecular biology, 220(1),

pp.49–65.

Collins, L. & Penny, D., 2005. Complex spliceosomal organization ancestral to extant

eukaryotes. Molecular Biology and Evolution, 22(4), pp.1053–1066.

Coolidge, C.J., Seely, R.J. & Patton, J.G., 1997. Functional analysis of the

polypyrimidine tract in\npre-mRNA splicing. Nucleic Acids Res, 25(4), pp.888–

896.

Davis, C. a., Brown, M.P.S. & Singh, U., 2007. Functional characterization of

spliceosomal introns and identification of U2, U4, and U5 snRNAs in the deep-

branching eukaryote Entamoeba histolytica. Eukaryotic Cell, 6(6), pp.940–948.

Diamond LS, Harlow DR, C.C., 1978. A new medium for the axenic cultivation of

Entamoeba histolytica and other Entamoeba. Trans R Soc Trop Med Hyg., 72((4)),

pp.431–2.

Dolezal, P. et al., 2010. The essentials of protein import in the degenerate

mitochondrion of Entamoeba histolytica. PLoS Pathogens, 6(3).

Eichinger, L. & Rivero, F., 2013. Dictyostelium discoideum protocols II.

Page 70: “Efecto del silenciamiento del factor

62

Fu, X.Y., Colgan, J.D. & Manley, J.L., 1988. Multiple cis-acting sequence elements are

required for efficient splicing of simian virus 40 small-t antigen pre-mRNA.

Molecular and cellular biology, 8(9), pp.3582–3590.

Gama-Carvalho, M. et al., 2001. Nucleocytoplasmic Shuttling of Heterodimeric

Splicing Factor U2AF. Journal of Biological Chemistry, 276(16), pp.13104–

13112.

Gao, K. et al., 2008. Human branch point consensus sequence is yUnAy. Nucleic Acids

Research, 36(7), pp.2257–2267.

Graveley, B.R., 2000. Sorting out the complexity of SR protein functions. RNA (New

York, N.Y.), 6(9), pp.1197–1211.

Green, M.R., 1991. Biochemical mechanisms of constitutive and regulated pre-mRNA

splicing. Annual review of cell biology, 7, pp.559–599.

Guzmán-Medrano, R. et al., 2005. Entamoeba histolytica: Alterations in EhRabB

protein in a phagocytosis deficient mutant correlate with the Entamoeba dispar

RabB sequence. Experimental Parasitology, 110(3 SPEC. ISS.), pp.259–264.

Haghighi, A. et al., 2003. Geographic diversity among genotypes of Entamoeba

histolytica field isolates. Journal of Clinical Microbiology, 41(8), pp.3748–56.

Available at:

http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=179867&tool=pmcentr

ez&rendertype=abstract.

Haghighi, A. et al., 2002. Remarkable genetic polymorphism among Entamoeba

histolytica isolates from a limited geographic area. Journal of Clinical

Microbiology, 40(11), pp.4081–4090.

Harvey Lodish, Arnold Berk, Lawrence Zipursky, Paul Matsudaira, David Baltimore,

J.E.D., 2000. Molecular Cell Biology Fourth Edi. S. Tenney, ed., New York: W. H.

Freeman and Company.

Hon, C.C. et al., 2013. Quantification of stochastic noise of splicing and

polyadenylation in Entamoeba histolytica. Nucleic Acids Research, 41(3),

pp.1936–1952.

Hoshijima, K. et al., 1991. Control of doublesex alternative splicing by transformer and

transformer-2 in Drosophila. Science (New York, N.Y.), 252(5007), pp.833–836.

Jacewicz, A. et al., 2015. Structural basis for recognition of intron branchpoint RNA by

yeast Msl5 and selective effects of interfacial mutations on splicing of yeast pre-

mRNAs. , pp.401–414.

Kamikawa, R. et al., 2011. Splintrons in. Current Biology, 4(4), pp.454–456.

Page 71: “Efecto del silenciamiento del factor

63

Kent, O. a. et al., 2003. Structuring of the 3′ Splice Site by U2AF65. Journal of

Biological Chemistry, 278(50), pp.50572–50577.

Krainer, a R., 1988. Pre-mRNA splicing by complementation with purified human U1,

U2, U4/U6 and U5 snRNPs. Nucleic acids research, 16(20), pp.9415–9429.

Leippe, M., 1997. Amoebapores. Parasitology Today, 13(5), pp.178–183.

Lewin, B., 2008. Genes IX, Jones and Bartleet Publishers.

Liu, Z. et al., 2001. Structural basis for recognition of the intron branch site RNA by

splicing factor 1. Science (New York, N.Y.), 294(5544), pp.1098–1102.

Loftus, B. et al., 2005. The genome of the protist parasite Entamoeba histolytica.

Nature, 433(7028), pp.865–868.

Lohia, a & Samuelson, J., 1993. Cloning of the Eh cdc2 gene from Entamoeba

histolytica encoding a protein kinase p34cdc2 homologue. Gene, 127(2), pp.203–

207.

Lorenzi, H. a. et al., 2010. New assembly, reannotation and analysis of the Entamoeba

histolytica genome reveal new genomic features and protein content information.

PLoS Neglected Tropical Diseases, 4(6).

Lowery, D.E. & Van Ness, B.G., 1988. Comparison of in vitro and in vivo splice site

selection in kappa-immunoglobulin precursor mRNA. Molecular and cellular

biology, 8(6), pp.2610–2619.

Mackereth, C.D. et al., 2011. Multi-domain conformational selection underlies pre-

mRNA splicing regulation by U2AF. Nature, 475(7356), pp.408–411.

Manceau, V. et al., 2006. Major phosphorylation of SF1 on adjacent Ser-Pro motifs

enhances interaction with U2AF65. FEBS Journal, 273(3), pp.577–587.

Marchat, L. a. et al., 2008. Putative DEAD and DExH-box RNA helicases families in

Entamoeba histolytica. Gene, 424(1-2), pp.1–10.

McGuire, A.M. et al., 2008. Cross-kingdom patterns of alternative splicing and splice

recognition. Genome biology, 9(3), p.R50.

Meneses, E. et al., 2010. The R2R3 Myb protein family in Entamoeba histolytica. Gene,

455(1-2), pp.32–42. Available at: http://dx.doi.org/10.1016/j.gene.2010.02.004.

Miranda, R., Salgado, L.M., Sanchez-Lopez, R., Alagon, A. and Lizardi, P.M., 1996.

Identification and analysis of the u6 small nuclear RNA gene from Entamoeba

histolytica. Gene, 180(1-2), pp.37–42.

Page 72: “Efecto del silenciamiento del factor

64

Mondal, D. et al., 2006. Entamoeba histolytica-associated diarrheal illness is negatively

associated with the growth of preschool children: evidence from a prospective

study. Transactions of the Royal Society of Tropical Medicine and Hygiene,

100(11), pp.1032–1038.

Murphy, W.J., Watkins, K.P. & Agabian, N., 1986. Identification of a novel Y branch

structure as an intermediate in trypanosome mRNA processing: Evidence for Trans

splicing. Cell, 47(4), pp.517–525. Available at:

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0092867486906161 [Accessed

August 11, 2015].

Nakada-Tsukui, K. et al., 2010. Conservation and function of Rab small GTPases in

Entamoeba: Annotation of E. invadens Rab and its use for the understanding of

Entamoeba biology. Experimental Parasitology, 126(3), pp.337–347. Available at:

http://dx.doi.org/10.1016/j.exppara.2010.04.014.

Nelson, K.K. & Green, M.R., 1989. Mammalian U2 snRNP has a sequence-specific

RNA-binding activity. Genes & development, 3(10), pp.1562–1571.

Nixon, J.E.J. et al., 2002. A spliceosomal intron in Giardia lamblia. Proceedings of the

National Academy of Sciences of the United States of America, 99(6), pp.3701–

3705.

Ohshima, Y. & Gotoh, Y., 1987. Signals for the selection of a splice site in pre-mRNA.

Computer analysis of splice junction sequences and like sequences. Journal of

molecular biology, 195(2), pp.247–259.

Orphanides, G., 2002. A Unified Theory of Gene Expression. Cell, 108(4), pp.439–451.

Peterson, M.L. & Perry, R.P., 1989. The regulated production of mu m and mu s mRNA

is dependent on the relative efficiencies of mu s poly(A) site usage and the c mu 4-

to-M1 splice. Molecular and cellular biology, 9(2), pp.726–738.

Plaimauer, B. et al., 1994. An intron-containing gene coding for a novel 39-kilodalton

antigen of Entamoeba histolytica. Molecular and biochemical parasitology, 66(1),

pp.181–185.

Preußer, C., Jaé, N. & Bindereif, A., 2012. MRNA splicing in trypanosomes.

International Journal of Medical Microbiology, 302(4-5), pp.221–224. Available

at: http://dx.doi.org/10.1016/j.ijmm.2012.07.004.

Prigge, J.R. et al., 2010. NIH Public Access. , 1789(W 92), pp.487–492.

Reed, R., 1989. The organization of 3’ splice-site sequences in mammalian introns.

Genes and Development, 3(12 B), pp.2113–2123.

Ritchie, D.B., Schellenberg, M.J. & MacMillan, A.M., 2009. Spliceosome structure:

Piece by piece. Biochimica et Biophysica Acta - Gene Regulatory Mechanisms,

Page 73: “Efecto del silenciamiento del factor

65

1789(9-10), pp.624–633. Available at:

http://dx.doi.org/10.1016/j.bbagrm.2009.08.010.

Roy, S.W. et al., 2012. Numerous fragmented spliceosomal introns, AT-AC splicing,

and an unusual dynein gene expression pathway in Giardia lamblia. Molecular

Biology and Evolution, 29(1), pp.43–49.

Rudner, D.Z. et al., 1998. Interaction between subunits of heterodimeric splicing factor

U2AF is essential in vivo. Molecular and cellular biology, 18(4), pp.1765–1773.

Sanchez-Lopez, R. et al., 1998. Cloning and expression of the Entamoeba histolytica

ERD2 gene. Molecular and Biochemical Parasitology, 92(2), pp.355–359.

Schwartz, S.H. et al., 2008. Large-scale comparative analysis of splicing signals and

their corresponding splicing factors in eukaryotes. Genome Research, 18(1),

pp.88–103.

Selenko, P. et al., 2003. Structural Basis for the Molecular Recognition between Human

Splicing Factors U2AF 65 and SF1 / mBBP. , 11, pp.965–976.

Shapiro, M.B. & Senapathy, P., 1987. RNA splice junctions of different classes of

eukaryotes: Sequence statistics and functional implications in gene expression.

Nucleic Acids Research, 15(17), pp.7155–7174.

Sickmier, E.A. et al., 2006. Structural Basis for Polypyrimidine Tract Recognition by

the Essential Pre-mRNA Splicing Factor U2AF65. Molecular Cell, 23(1), pp.49–

59.

Smith, C.W.J. & Valcárcel, J., 2000. Alternative pre-mRNA splicing: the logic of

combinatorial control. Trends in Biochemical Sciences, 25(8), pp.381–388.

Sridharan, V. & Singh, R., 2007. A conditional role of U2AF in splicing of introns with

unconventional polypyrimidine tracts. Molecular and cellular biology, 27(20),

pp.7334–7344.

Stanley, S.L., 2003. Amoebiasis. Lancet, 361(9362), pp.1025–1034.

Tanyuksel, M., Jr, W. a P. & Petri, W. a, 2003. Laboratory Diagnosis of Amebiasis

Laboratory Diagnosis of Amebiasis. Clinical Microbiology Reviews,, 16(4), pp.1–

18.

Urban, B. et al., 1996. Putative serine/threonine protein kinase expressed in

complement-resistant forms of Entamoeba histolytica. Molecular and Biochemical

Parasitology, 80(2), pp.171–178.

Valca, J., 1999. Inhibition of msl-2 splicing by Sex- lethal reveals interaction between

U2AF 35 and the 39 splice site AG. Nature, 402(December), pp.1–4.

Page 74: “Efecto del silenciamiento del factor

66

Valdés, J. et al., 2014. Proteomic analysis of Entamoeba histolytica in vivo assembled

pre-mRNA splicing complexes. Journal of Proteomics, 111, pp.30–45. Available

at: http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1874391914003881.

Vanácová, S. et al., 2005. Spliceosomal introns in the deep-branching eukaryote

Trichomonas vaginalis. Proceedings of the National Academy of Sciences of the

United States of America, 102(12), pp.4430–4435.

Wahl, M.C. & Lührmann, R., 2015. SnapShot: Spliceosome Dynamics I. Cell, 161(6),

pp.1474–1474.e1. Available at:

http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0092867415006406.

Walsh, J.A., 1986. Problems in Recognition and Diagnosis of Amebiasis: Estimation of

the Global Magnitude of Morbidity and Mortality. Clin Infect Dis., 8(2), pp.228–

238.

Wilihoeft, U. et al., 2001. Introns of Entamoeba histolytica and Entamoeba dispar.

Protist, 152(2), pp.149–156.

Will, C.L. & Lührmann, R., 1997. Protein functions in pre-mRNA splicing. Current

opinion in cell biology, 9(3), pp.320–328.

Willhoeft, U., Hamann, L. & Tannich, E., 1999. A DNA sequence corresponding to the

gene encoding cysteine proteinase 5 in Entamoeba histolytica is present and

positionally conserved but highly degenerated in Entamoeba dispar. Infection and

Immunity, 67(11), pp.5925–5929.

Wu, J.Y. & Maniatis, T., 1993. Specific interactions between proteins implicated in

splice site selection and regulated alternative splicing. Cell, 75(6), pp.1061–1070.

Wu, S. et al., 1999. Functional recognition of the 3’ splice site AG by the splicing factor

U2AF35. Nature, 402(6763), pp.832–835.

Zamore, P.D. & Green, M.R., 1991. Biochemical characterization of U2 snRNP

auxiliary factor: an essential pre-mRNA splicing factor with a novel intranuclear

distribution. The EMBO journal, 10(1), pp.207–214.

Zamore, P.D., Patton, J.G. & Green, M.R., 1992. Cloning and domain structure of the

mammalian splicing factor U2AF. Nature, 355(6361), pp.609–614.

Zhang, H., Pompey, J.M. & Singh, U., 2011. RNA interference in Entamoeba

histolytica: implications for parasite biology and gene silencing. Future

microbiology, 6(1), pp.103–117.

Zhang, M. et al., 1992. Cloning and intracellular localization of the U2 small nuclear

ribonucleoprotein auxiliary factor small subunit. Proceedings of the National

Academy of Sciences of the United States of America, 89(18), pp.8769–8773.

Page 75: “Efecto del silenciamiento del factor

67