Las proteínas PIAS son una familia que se caracteriza por la presencia de un dedo de Zinc llamado RING. Estas proteínas actúan de manera general como co-reguladores de la transcripción. Las PIAS actúan a través de un proceso de modificación postraduccional que se conoce como SUMOilación que consiste en la adición covalente de un pequeño péptido llamado SUMO a proteínas específicas. Zimp7 y Zimp10 son dos proteínas de la familia PIAS que además del dominio RING conservan una similitud mayor a lo largo de una región que se ha denominado X-SPRING. Este dominio se ha encontrado conservado en proteínas ortólogas presentes en una diversidad de especies de eucariotes. Por estas propiedades moleculares Zimp7 y Zimp10 constituyen una subfamilia de las proteínas PIAS. Se ha demostrado que Zimp10 SUMOila al receptor de andrógeno aumentando así su actividad transcripcional. A diferencia de otras PIAS, Zimp7 y Zimp10 también interaccionan con subunidades del complejo remodelador de cromatina SWI-SNF. En Drosophila melanogaster el gen tonalli es ortólogo de las proteínas Zimp. Mutaciones en tonalli producen fenotipos morforgenéticos durante el desarrollo embrionario de la mosca. Adicionalmente los patrones de expresión de Zimp7 y Zimp10 en embriones de ratón son muy dinámicos y pueden asociarse a procesos morfogenéticos. Por esta razón creemos que las proteínas Zimp7 y Zimp10 tienen un papel relevante durante el desarrollo embrionario. En el laboratorio hemos dedicado ya un tiempo a estudiar esta proteínas en el ratón y tenemos establecidos modelos y herramientas que nos permiten explorar los blancos sobre las que actúan, proteínas con las que interaccionan y factores que regulan su expresión in vivo. Por otra parte dado que el interés fundamental el grupo se centra en entender el papel de genes característicos de etapas embrionarias, queremos estudiar el papel de estos genes durante el desarrollo. Por ello los proyectos que proponemos son: - Identificar factores que regulan la expresión de los genes zimp in vivo, en cultivos de órganos embrionarios de ratón. - Identificar proteínas-blanco o que interaccionen con Zimp7 y Zimp10 en ensayos de co-inmunoprecipitación. - Determinar la función de los genes Zimp durante el desarrollo embrionario en pez cebra mediante la inactivación de dichos genes producida por la acción de morfolinos. - Explorar la participación de Zimp7 en la meiosis de los espermatocitos, en cultivos primarios de células espermatogénicas de pez. Creemos que estos estudios serán de utilidad para entender la importancia de la SUMOilación y las proteínas PIAS como un mecanismo regulatorio de la actividad transcripcional que impacta el desarrollo embrionario. En el proyecto participarán 3 academicos y 6 estudiantes además del responsable.

Los genes zimp7 y zimp10 se encuentran en el genoma de todos los vertebrados y otros organismos eucariotes constituyendo una subfamilia de identidad muy clara, de la cual se sabe muy poco funcionalmente. A diferencia de las proteínas PIAS clásicas cuya pérdida de función no parece producir fenotipos durante el desarrollo embrionario, hemos presentado suficientes evidencias, (como patrones de expresión y fenotipos observados en mosca y ratón), que destacan la relevancia tanto del gen tna como de las proteínas Zimp durante la embriogénesis. En el laboratorio hemos dedicado ya un tiempo a estudiar esta proteínas en el ratón y tenemos establecidos modelos y herramientas (cultivo de órganos, anticuerpos) que nos permiten explorar los blancos sobre las que actúan, proteínas con las que interaccionan y factores que regulan su expresión in vivo. Por otra parte el interés fundamental del laboratorio es definir el papel de algunos genes de vertebrados característicos de etapas embrionarias. Por lo tanto en esta propuesta pretendemos avanzar en el conocimiento de la función de Zimp7 y Zimp10 durante el desarrollo embrionario. Para ello queremos producir alteraciones de la expresión genética que revelen la importancia de estos genes in vivo. Un organismo vertebrado que presenta importantes ventajas para estudiar la función genética in vivo es el pez cebra. Se nos presenta ahora una excelente oportunidad para establecer este modelo en el laboratorio. Por ello creemos que el uso de técnicas anti-sentido en embriones de pez cebra para inactivar a los genes zimp tiene un gran potencial. Esperamos que el análisis detallado de estos embriones será de utilidad para entender la importancia de la SUMOilación y las proteínas PIAS como un mecanismo regulatorio de la actividad transcripcional que impacta al desarrollo embrionario. Los proyectos que se proponen nos darán oportunidad de graduar a un estudiante de doctorado, dos de maestría y uno de licenciatura.