Laboratorio de LLUÍS MONTOLIU en el CNB
La experimentación con animales transgénicos va habitualmente asociada a una variabilidad temporal y espacial en la expresión del transgén, debido principalmente a los efectos de posición, relacionados con el lugar de inserción del transgén en el genoma del huésped. Por ello, el estudio de los mecanismos que regulan la adecuada expresión de los transgenes es fundamental para el desarrollo de modelos animales por manipulación genética y, simultáneamente, permite incrementar nuestro conocimiento sobre la organización y estructura de los dominios de expresión eucarióticos.
En nuestro laboratorio utilizamos dos modelos experimentales para analizar elementos reguladores de dominios de expresión genómicos: el gen de la tirosinasa, específico de melanocitos y del epitelio pigmentado de la retina, y el gen de la proteína ácida del suero de la leche (WAP), específico de glándula mamaria durante la fase de lactación (en colaboración, éste último, con los laboratorios de la Dra. Eve Devinoy, INRA, Jouy-en-Josas, France y del Prof. Mathias Müller, Veterinary University of Vienna, Austria). Hemos usado varios mutantes naturales del gen de la tirosinasa y generado diversos animales transgénicos con fragmentos genómicos de ambos dominios para acotar los elementos reguladores más importantes que restringen la expresión específica de tejido e impiden su activación ectópica. Entre los elementos que han sido identificados y se están caracterizando estructural y funcionalmente se encuentra una región controladora de locus (LCR), en el gen de la tirosinasa, y las denominadas fronteras génicas (o boundaries/insulators), en ambos sistemas experimentales. La función principal de estas últimas es delimitar la zona de influencia de los reguladores transcripcionales propios del dominio e impedir la interferencia de activadores y represores de dominos circundantes. Su presencia puede ponerse de manifiesto mediante experimentos realizados en organismos transgénicos en los que se evalúa la capacidad de estas secuencias de proteger a un transgén heterólogo frente a los efectos de posición. En colaboración con el laboratorio de la Dra. Ana Busturia, del CBMSO de Madrid, hemos generado y analizado múltiples líneas de moscas Drosophila transgénicas portadoras de diferentes construcciones, con o sin fronteras.
El modelo experimental de la tirosinasa también los usamos en el laboratorio para investigar la función de esta proteína, enzima clave en la biosíntesis de melanina, en el desarrollo de la retina de mamíferos. El albinismo oculocutáneo de tipo I está causado por mutaciones en el gen de la tirosinasa. Este defecto genético, que afecta a 1:10000 Europeos, está caracterizado por la hipopigmentación y por la presencia de múltiples anomalías en la retina y el sistema visual. Todas esta anomalías desaparecen en ratones transgénicos obtenidos con construcciones funcionales de la tirosinasa. En nuestro laboratorio, en colaboración con el laboratorio del Dr. Glen Jeffery (University College London, London, UK) estudiamos de qué forma, directa o indirecta, la tirosinasa afecta al desarrollo normal de la retina de mamíferos, utilizando diversos modelos de ratones transgénicos.
El estudio de los mecanismos, funcionales y estructurales, implicados en la obtención de un adecuado patrón de expresión del transgén trasciende al modelo de la tirosinasa y es de importancia capital en proyectos de biotecnología animal y terapia génica, en los cuales se debe garantizar una expresión óptima. Por ello nuestro laboratorio ha desarrollado diversas construcciones transgénicas basadas en cromosomas artificiales (BACs y YACs) con el objetivo de optimizar la expresión heteróloga en animales transgénicos. En colaboración con el laboratorio del Prof. F. Valdivieso del CBMSO de Madrid, estamos generando un nuevo modelo animal de la enfermedad de Alzheimer mediante la preparacion de un raton transgenico con un nuevo cromosoma artificial del gen APP.
Finalmente, en colaboración con una empresa farmacéutica
nacional, hemos generado y estamos analizando el fenotipo de un modelo
animal realizado con ratones knock-out que incorporan una mutación,
generada por recombinación homóloga en células ES
de ratón, en el gen que codifica para el receptor Sigma de tipo
I, implicado en fenómenos de analgesia, esquizofrenia y psicosis.
Resumen de investigación del Laboratorio del Dr. Lluís Montoliu 2001-2002 (~1.2 Mb, PDF format)
