Generación de un sistema en levaduras que reconstituye la regulación del factor inducible por hipoxia (HIF) de mamíferos. Optimización para la búsqueda de moduladores de la actividad prolil hidroxilasa de HIF

Resumen

El oxígeno es esencial para la mayoría de seres vivos. Por esta razón, las células de organismos multicelulares han desarrollado una maquinaria molecular especializada cuya función es mantener la homeostasis de oxígeno. Entendemos por hipoxia el fenómeno que tiene lugar cuando se descompensa el equilibrio entre el aporte y la demanda de oxígeno de un tejido. Cuando esto ocurre, se activa un programa de expresión génica implicado en la adaptación celular a la nueva situación. Gran parte de los genes regulados en respuesta a hipoxia están bajo el control del factor de transcripción inducible por hipoxia, HIF. El oxígeno regula la estabilidad de HIF gracias a la acción de una familia de dioxigenasas (EGLNs) que utilizan O2 como cosustrato y actúan como sensores celulares de oxígeno. En presencia de oxígeno, estos enzimas hidroxilan la subunidad HIF-¿ en dos residuos conservados de prolina. HIF hidroxilado es reconocido y ubiquitinado por el producto del gen supresor de tumores pVHL, dirigiéndolo al proteosoma para su degradación. En hipoxia, la hidroxilación catalizada por las EGLNs se ve comprometida por la falta de oxígeno, estabilizándose HIF y activando la transcripción de sus genes diana. Muchas patologías humanas como el cáncer y las enfermedades cardiovasculares cursan con hipoxia, y su progresión se puede ver influenciada por la activación de los genes diana de HIF. Por ello, tanto HIF como las proteínas implicadas en su regulación emergen como potenciales dianas terapéuticas. Además, las EGLNs, como sensores celulares de oxígeno, pueden tener otras dianas distintas de HIF. En este trabajo hemos desarrollado un sistema que reproduce fielmente la regulación de HIF en un contexto celular. Este sistema constituye una valiosa herramienta para estudiar la regulación de HIF y la bioquímica de las EGLNs. Esta herramienta también puede explotarse para identificar nuevas dianas de las EGLNs. Por último, en este trabajo demostramos que este sistema puede utilizarse para identificar moduladores específicos de la actividad EGLN.