Línea de investigación 1
Biología celular y molecular de la proteína DUX4 y su rol en la fisiopatogenia de la distrofia muscular facioescapulohumeral

Resumen/Objetivos
La distrofia muscular facioescapulohumeral (FSHD) ocupa el segundo lugar en frecuencia en el grupo de las enfermedades neuromusculares hereditarias humanas. FSHD1 se asocia al acortamiento de una secuencia de 3,3 Kb (D4Z4), repetida en tándem en la región cromosómica 4q35. En un menor número de casos (FSHD2), la afección está asociada a mutaciones en los genes SMCHD1, DNMT3B o LIRF1. FSHD tiene un carácter epigenético, requiriendo de dos elementos adicionales: un haplotipo denominado permisivo (4qA), distal a la repetición en tándem D4Z4 en 4q35, y la demetilación de citosinas en el tándem D4Z4. Nuestro laboratorio propuso originalmente que la expresión aberrante de la proteína DUX4, codificada en cada unidad 4q35-D4Z4, constituiría el elemento fisiopatogénico determinante de FSHD, hipótesis que ha sentado las bases de los actuales protocolos de tratamientos farmacológicos destinados a pacientes FSHD. Estudios in silico de la secuencia primaria y de la estructura tridimensional modelada de DUX4 nos sugirieron que esta proteína podría tener un potencial rol endócrino. Usando sistemas celulares reconstituidos y genes reporteros demostramos que DUX4 es un co-represor de los receptores hormonales nucleares (NR) de progesterona (PR) y glucocorticoides (GR). Nuestros estudios actuales están dirigidos a explorar la actividad co-regulatoria de DUX4 sobre PR y GR en células musculares humanas en cultivo, extendiendo además dichos estudios al rol potencial co-regulatorio de DUX4 sobre los NR de estrógenos, ERα y ERβ. Estos estudios son relevantes para la comprensión de la función normal de DUX4, así como en la patogénesis de FSHD. Los mismos destacarían si DUX4, un reconocido factor activador transcripcional, cumple un papel endocrino normal fisiológico como co-regulador de NR hormonales.

Línea de investigación 2
Biodiversidad de levaduras indígenas de vid y mecanismos bioquímicos, genéticos y moleculares asociados a fenómenos metabólicos fermentativos

Resumen/Objetivos
Los microorganismos indígenas, representados por complejas comunidades de bacterias, levaduras y hongos, están asociados a variados substratos biológicos, cumpliendo múltiples funciones en la naturaleza. El estudio y uso de estos microrganismos está ampliamente difundido en diversas industrias, como la farmacológica y la alimenticia. Nuestro laboratorio estudia diversos aspectos vinculados a la biodiversidad de levaduras nativas de vid y a las bases bioquímicas, genéticas y moleculares de procesos metabólicos específicos vinculados a su uso en la industria alimenticia. En particular, estudiamos la diversidad de comunidades de levaduras en ecosistemas de Vitis no-viníferas, microorganismos de valor potencial científico y enológico. Los resultados de estos estudios sugieren que interacciones biológicas específicas entre especies específicas de Vitis y levaduras podrían favorecer el ensamblado diferencial de comunidades microbianas. Estas comunidades de levaduras, en especies exóticas de Vitis, podrían incluir cepas únicas ausentes en los ecosistemas convencionales de V. vinifera. Especies destacadas en nuestros estudios son la levadura Saccharomyces cerevisiae y, dentro de las especies denominadas genéricamente no-Saccharomyces, la especie Starmerella bacillaris. Estudios de marcadores genético-moleculares microsatélites, y de fenotipos específicos de aislamientos internacionales de ambas especies, nos permitieron realizar análisis de genética poblacional de las mismas y profundizar en la estructura de un numero destacado de marcadores moleculares microsatélites. Los estudios actuales están dirigidos a caracterizar elementos estructurales y funcionales de dichos marcadores, así como aspectos bioquímicos, genéticos y moleculares de los genes PDC (piruvato decarboxilasa) y SSU1 (trasportador de sulfito) en estas especies de levaduras, así como la biodiversidad de las proteínas codificadas por dichos genes. Estudiamos, además, los mecanismos moleculares de expresión de PDC y SSU1, y su relación con alteraciones estructurales cromosómicas espontáneas.

Gatica L and Rosa AL (2016) A complex interplay of genetic and epigenetic events leads to abnormal expression of the DUX4 gene in facioscapulohumeral muscular dystrophy. Neuromuscul. Disord.  26, 844-852.

Monje S and Rosa AL (2017) Management of neuromuscular diseases and spinal muscular atrophy in Latin America. Gene Ther (Nature Ed). doi: 10.1038/gt.2017.68

Raymond Eder ML, Reynoso C, Lauret SC and Rosa AL (2017) Isolation and identification of the indigenous yeast population during spontaneous fermentation of Isabella (Vitis labrusca L.) grape must. Front. Microbiol. doi: 10.3389/fmicb.2017.00532

Raymond Eder ML, Conti F and Rosa AL (2018) Differences between indigenous yeast populations in spontaneously fermenting musts from V. vinifera L. and V. labrusca L. grapes harvested in the same geographic location. Front. Microbiol. doi: 10.3389/fmicb.2018.01320

Rosa AL, Miot-Sertier C, Laizet Y, Salin F, Sipiczki M, Bely M, Masneuf-Pomarede I, Albertin W (2018). Draft genome sequence of the Starmerella bacillaris (syn., Candida zemplinina) type strain CBS 9494. Microbiol. Resour. Announc. 7:e00872-18. https://doi.org/10.1128/MRA.00872-18.

Raymond Eder ML, Conti F and Rosa AL (2019). Vitis species, vintage and alcoholic fermentation do not drive population structure in Starmerella bacillaris (synonym Candida zemplinina) species. Yeast 36:411-420.

Raymond Eder ML and Rosa AL (2020). Non-tandem repeat polymorphisms at microsatellite loci in wine yeast species. Mol Genet Genomics. 295:685-693. doi: 10.1007/s00438-020-01652-2.

Raymond Eder ML and Rosa AL (2021) Genetic, physiological, and industrial aspects of the fructophilic non-Saccharomyces yeast species, Starmerella bacillaris. Fermentation. 7(2), 87; doi.org/10.3390/fermentation7020087

Quintero J, Saad NY, Pagnoni SM, Jacquelin D, Gatica LV, Harper SQ, Rosa AL (2022). The DUX4 protein is a co-repressor of the progesterone and glucocorticoid nuclear receptors. FEBS Lett. Jun 3. doi: 10.1002/1873-3468.14416.