Control transcripcional de la diferenciación sexual del sistema nervioso

Resumen de Investigación:

Identificar y comprender los factores genéticos relacionados con los trastornos neuropsiquiátricos es un objetivo fundamental en neurociencia. El sistema nervioso de hombres y mujeres es sexualmente dimórfico a nivel molecular y estructural, y estas diferencias provocan un fuerte sesgo sexual en la edad de inicio, prevalencia, sintomatología y tratamiento de casi todos los trastornos neuropsiquiátricos. El objetivo general de nuestro laboratorio es descifrar los mecanismos genéticos y moleculares que establecen (o evitan) las diferencias sexuales del sistema nervioso. La mayoría de los dimorfismos sexuales son causados por las hormonas sexuales, sin embargo, hay pruebas sólidas que apuntan a que existen factores genéticos que también contribuyen a estas diferencias sexuales.

La familia de los factores de transcripción Dmrt tienen un papel fundamental en la especificación de las características sexuales en especies animales filogenéticamente distantes (incluidos nematodos, moscas y vertebrados). Estudios previos en C. elegans y en Drosophila, mayoritariamente, han establecido que los genes Dmrt también controlan la diferenciación sexual del sistema nervioso. Sin embargo, el papel de estos genes en el sistema nervioso de vertebrados no se ha investigado exhaustivamente. En nuestro laboratorio, estamos abordando esta pregunta a partir de la caracterización sistemática de la expresión de los genes Dmrt en el cerebro del ratón de una manera específica de sexo, y así descubrir nuevos dimorfismos sexuales (vinculados a su expresión) y comprender la función de estos factores de transcripción en el establecimiento y mantenimiento de configuraciones dimórficas del sistema nervioso del ratón.

Nuestros resultados tendrán importantes implicaciones en el campo y contribuirán a 1) entender los mecanismos moleculares involucrados en la generación de rasgos sexualmente dimórficos en el sistema nervioso de mamíferos, 2) revelarán el alto nivel de conservación filogenética de los DMRTs como “master regulators” de las diferencias sexuales y 3) en la identificación de nuevas áreas o tipos celulares dimórficos dependientes de la expresión de estos factores de transcripción. En resumen, este proyecto podría tener relevancia traslacional puesto que existen marcadas diferencias entre hombres y mujeres en el establecimiento, prevalencia y sintomatología de muchas patologías neurológicas que no se explican por diferencias la carga hormonal. Por tanto, esta investigación podría arrojar luz en el contexto de cuáles son los genes y rutas asociadas a estas enfermedades que constituirán nuevas dianas terapéuticas.

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Figura 1. Expresión de DMRT5 en el epitelio olfativo de ratón.

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* Para llamadas desde el exterior a la extension xxxx se debe marcar: 34 91196xxxx
ApellidosNombreLaboratorioExt.*e-mailCategoría profesional
Bermejo SantosAna4204693abermejo(at)cbm.csic.esGJ_PRE_Titulado Sup. Actividades Técn. y Prof.GP1
Casado NavarroRafael4204693Estudiante
Lupu Denisa-Cristina4732Estudiante TFM
Santa Cruz KasterLaura4204732Estudiante TFM
Serrano SáizEsther415.14732 eserrano(at)cbm.csic.esInvestigador
Torrillas de la CalRodrigo420 4693GJ-AI y TL_Titulado Sup. Actividades Técn. y Prof.GP1

Publicaciones relevantes:

  • Leyva-Diaz E, Masoudi N, Serrano-Saiz E, Glenwinkel L and Hobert O. Brn3/POU-IV-type POU homeobox genes – paradigmatic regulators of neuronal identity across phylogeny. WIREs Developmental Biology. 2020 Feb 3:e374
  • Pereira L, Aeschimann F, Wang C, Lawson H, Serrano-Saiz E, Portman D, Grosshans H, Hobert O. Timing mechanism of sexually dimorphic nervous system differentiation. eLife, 2019 Jan 1;8.
  • Serrano-Saiz E*, Leyva-Diaz E, De la Cruz E, Hobert O*. BRN3A-type POU homeobox genes maintain the identity of mature postmitotic neurons in nematodes and mice. Current Biology, 2018 Sep 10;28(17):2813-2823
  • Serrano-Saiz E*, Oren-Suissa M and Hobert O*. Sexually dimorphic differentiation of a C. elegans hub neuron is cell-autonomously controlled by a conserved transcription factor. Current Biology, 2017 Jan 23;27(2):199-209. (F1000 recommended)
  • Serrano-Saiz E*, Poole R, Felton T, Feifan Zhang, De la Cruz E, Hobert O*. Modular control of glutamatergic neuronal identity in C. elegans by distinct homeodomain proteins. Cell, 2013 Oct 24;155(3):659-73

* co-corresponding author

Financiación:

  • Ministerio de Economía y Empresa (MINECO) – (Programa Generación de conocimiento, 2018-2021)
  • Comunidad de Madrid, Programa de Garantía Juvenil 2019 – Ayudante de Investigación
  • Comunidad de Madrid, Programa de Garantía Juvenil 2019 – Investigador predoctoral

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