Caracterització bioinformàtica de la contribució de l' "splicing" alternatiu a la variabilitat del proteoma

Abstract

[cat] Els darrers anys, l'splicing alternatiu ha pres un gran protagonisme pel seu rol en la generació de variabilitat proteica i la seva relació amb diverses malalties. A nivell d'àcids nucleics, l'splicing alternatiu es pot donar per diverses vies, resultant en canvis a nivell proteic entre les isoformes, que provoquen variacions estructurals i funcionals. La bioinformàtica ha participat en l'estudi de l'splicing alternatiu a tots aquests nivells. Així, ha estat utilitzada com una eina de suport en projectes de seqüenciació genòmica i de microarrays. Per altra banda, també s'ha utilitzat per estudiar la complexitat del proteoma i l'impacte estructural i funcional de l'splicing alternatiu. La present tesi es basa en l'estudi dels efectes estructurals i funcionals causats en les proteïnes per l'splicing alternatiu. Així, hem analitzat el rol de l'splicing alternatiu com a font de variabilitat proteica, n'hem estudiat la conservació interespecífica dels efectes, ens hem centrat en una família funcional de proteïnes per analitzar-ne les variants d'splicing i hem cercat un protocol per a la identificació d'esdeveniments d'splicing alternatiu equivalents. En primer lloc, hem analitzat la relació entre l'splicing alternatiu i la duplicació gènica -ambdós estan implicats en la diversificació del proteoma. Darrerament, s'ha trobat una anticorrelació entre la presència de variants d'splicing i duplicats i s'han descobert exemples de possible intercanviabilitat funcional entre els dos fenòmens. Per això, ens hem decidit a comparar les dues fonts de variabilitat proteica, des dels punts de vista genòmic i proteòmic. Paradoxalment, hem vist que la presència d'splicing alternatiu i duplicació gènica estan inversament relacionades, però descartant la hipòtesi d'intercanviabilitat funcional perquè els gens amb splicing alternatiu i amb duplicats tenen distribucions funcionals similars i els efectes proteics que provoquen els dos fenòmens són molt diferents. Per això, nosaltres proposem fixar-nos en l'escenari evolutiu i l'equilibri de la dosi gènica com a paràmetres essencials per explicar l'anticorrelació. Posteriorment, hem analitzat la conservació evolutiva dels efectes de l'splicing alternatiu sobre la modulació funcional. Així, hem caracteritzat els efectes del fenòmen sobre les proteïnes en quatre espècies diferents i hem comparat esdeveniments equivalents o homòlegs. Els nostres resultats mostren que hi ha una gran conservació evolutiva pel que fa a la manera que l'splicing alternatiu modula la funció proteica. Per tant, sembla que les diferències de complexitat entre els organismes no estan causades per un ús diferencial dels mecanismes de l'splicing alternatiu a l'hora de modificar la funció de les proteïnes, sinó que haurem de parar esment a altres possibilitats. Per acabar l'estudi dels efectes de l'splicing alternatiu sobre la variabilitat, ens hem centrat en els factors de transcripció, en què l'splicing alternatiu genera isoformes amb diferent funcionalitat. En el nostre treball, ens hem interessat pel mecanisme per generar diverses isoformes reguladores de la transcripció i la seva conservació. Així, veiem que l'splicing alternatiu modifica uns dominis més sovint que uns altres, però ho fa d'una manera poc precisa, afectant fragments de dominis i regions properes. A més, la conservació estructural i funcional dels efectes de l'splicing alternatiu és molt alta. Finalment, hem decidit proposar un mètode per a la cerca d'esdeveniments homòlegs d'splicing alternatiu amb l'objectiu d'ajudar en els camps de la biomedicina i la farmacogenòmica. El mètode treballa a partir d'un esdeveniment d'splicing alternatiu i, a partir d'aquí, intenta trobar altres esdeveniments que siguin homòlegs o equivalents. Observant les figures de mèrit dels tests que hem realitzat, creiem que el mètode funciona amb una bona fiabilitat, fet que ens porta a pensar que pot ajudar en l'anotació funcional de les isoformes i en l'elecció de models animals adequats.