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A systems approach linking genotype and environment to phenotype: oxidative stress response mechanisms in fission yeast

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La variabilidad genética determina la respuesta al estrés oxidativo

El genotipo de un organismo define su fenotipo celular y su respuesta a las condiciones ambientales. En base a esta premisa, el equipo de un consorcio europeo trató de desvelar las complejas relaciones entre la variabilidad genética y la respuesta al estrés oxidativo.

Salud

El factor responsable del estrés oxidativo es el exceso de especies reactivas del oxígeno (ROS) que causan, esencialmente, daños en el ADN y otros componentes celulares. Las ROS son subproductos que se originan en los procesos metabólicos de las células aerobias en crecimiento o bien se forman tras la exposición a agentes ambientales como la radiación ultravioleta (UV). Las respuestas antioxidantes son fundamentales para la viabilidad celular. La alteración de dichas respuestas produce envejecimiento, cáncer, aterosclerosis, Alzheimer y Parkinson. Los datos indican que la respuesta al estrés oxidativo está mediada por la activación de una cascada de proteínas quinasas activadas por mitógenos, mediante la expresión de genes de supervivencia por el factor de transcripción Pap1 y, en levaduras, mediante la acción de la proteína reguladora Prr1. El equipo del proyecto PHENOXIGEN, financiado con fondos europeos, estudió los mecanismos implicados en la regulación del estrés oxidativo. Para ello, los científicos utilizaron la levadura Schizosaccharomyces pombe como organismo modelo y trataron de asociar los factores genéticos al fenotipo. Junto con una descripción detallada de la respuesta celular al estrés, los socios evaluaron cuestiones biológicas básicas relacionadas con la variabilidad genética natural que afecta a la respuesta al estrés oxidativo. Dada la complejidad de las redes reguladoras, el equipo realizó un análisis de asociación del genoma completo de diversos caracteres moleculares y celulares específicos. Los científicos analizaron la capacidad de más de ciento setenta cepas de levadura diferentes genéticamente para responder al estrés oxidativo mediante ensayos de crecimiento continuo y la determinación de diversas propiedades moleculares como la expresión de ARN y proteínas. El mapeo de estos caracteres en el genoma de la levadura mediante el análisis de los locus de un carácter cuantitativo (QTL) reveló una región que concentraba 713 genes implicados en la respuesta al estrés oxidativo. El equipo de PHENOXIGEN aportó importante información sobre el papel que desempeña la variabilidad genética en determinar las respuestas celulares al estrés oxidativo. Los resultados obtenidos, junto con la identificación de las redes reguladoras implicadas en la respuesta al estrés de los organismos eucariota, podrían facilitar el estudio de diversas enfermedades complejas.

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21 Diciembre 2018