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Mecanismos moleculares de regulaci贸n de la actividad de la fosfoenolpiruvato carboxikinasa citos贸lica (pck1) y su aplicaci贸n al metabolismo lip铆dico en el cerdo
La mejora gen茅tica en el ganado porcino ha ido encaminada hacia la selecci贸n de canales magras. Para ello ha usado como criterio de selecci贸n el espesor de tocino dorsal, pero ha llevado aparejada la disminuci贸n del contenido de grasa intramuscular debido a la alta correlaci贸n gen茅tica (0,7) entre ambos caracteres. Un trabajo mostr贸 que la sobreexpresi贸n de la fosfoenolpiruvato carboxikinasa citos贸lica (Pck1) en m煤sculo estriado de rat贸n aument贸 el contenido de grasa intramuscular en un 400% a la vez que los dep贸sitos adiposos visceral y subcut谩neo disminu铆an a menos de la mitad, el fenotipo interesante para la cr铆a de cerdos. La PCK1 cataliza una reacci贸n reversible en la que el oxalacetato (OAA) es transformado a fosfoenolpiruvato (PEP). Esta enzima cataliza un paso limitante de la gluconeog茅nesis, se encuentra en un cruce de caminos de muchas rutas metab贸licas y est谩 implicada en el metabolismo de l铆pidos y prote铆nas as铆 como en el de gl煤cidos. En el presente trabajo se muestra que el polimorfirmo c.A2456C en el ex贸n 4 del gen de la Pck1 porcina est谩 asociado a un descenso en el contenido de grasa intramuscular y un incremento del tocino dorsal. Adem谩s, este polimorfismo produce una sustituci贸n Met139Leu en la prote铆na. El estudio de las propiedades cin茅ticas de ambas isoformas (salvaje y M139L) mostr贸 que la variante M139L presentaba constantes cin茅ticas en favor de la reacci贸n anapler贸tica catalizada por Pck1. Adem谩s, la variante M139L mostr贸 una menor capacidad gluconeog茅nica (30%) y lipog茅nica (9%) que la variante salvaje, mayor nivel de acetilaci贸n (40%) y mayor susceptibilidad a la degradaci贸n (20%) cuando se sobreexpres贸 en c茅lulas HEK293T, que indican que el polimorfismo c.A2456C puede ser beneficioso en los programas de mejora animal.Dado que la Pck1 est谩 fuertemente regulada a nivel transcripcional por, entre otros, el coactivador transcripcional PGC1伪. El estudio de las sustituciones Pck1 c.A2456C y Pgc1伪 c.T1378A (descrita en un trabajo anterior y que produce una sustituci贸n Cys430Ser en la prote铆na) mostr贸 un efecto epist谩tico entre ambas sustituciones. La sustituci贸n Cys430Ser incrementa el nivel de O-glicosilaci贸n (O-GlcNAc) de Pgc1a p.C430S y de su estabilidad, pero va en detrimento de su su actividad transcripcional al disminuir la interacci贸n con PPARgamma, promotor de la expresi贸n de Pck1 y explicar铆a la menor inducci贸n de la expresi贸n de Pck1 por parte de la variante Pgc1a p.C430S.Aunque Pck1 est谩 fuertemente regulada a nivel transcripcional, tambi茅n presenta regulaci贸n post-traduccional. Se ha descrito que la Pck1 se acetila y se fosforila, aunque el papel de la fosforilaci贸n es desconocido. La Pck1 cataliza una reacci贸n reversible, pero se desconocen los mecanismos por los que es regulada. En el presente trabajo se describe c贸mo la acetiltransferasa p300 es capa de acetilar Pck1 en condiciones de alta glucosa y favorecer la reacci贸n reversa de Pck1 que convierte fosfoenolpiruvato en oxalacetato. La acetilaci贸n de la lisina 91 desestabiliza el sitio activo y favorece dicha reacci贸n. En condiciones de baja energ铆a, SIRT1 deacetila Pck1 y restaura las propiedades cin茅ticas de la enzima favoreciendo la reacci贸n gluconeog茅nica. Adem谩s, la fosforilaci贸n dependiente de GSK3尾 favorece la ubiquitinaci贸n y degradaci贸n de Pck1 al mismo tiempo que disminuye el nivel de fosforilaci贸n. La fosforilaci贸n de la Ser90 en Pck1 favorece la deacetilaci贸n dependiente de SIRT1 en condiciones de baja energ铆a. Los resultados de este trabajo muestran la capacidad de la acetilaci贸n de favorecer la actividad anapler贸tica de la PCK1 suministrando metabolitos al ciclo de Krebs y el cruce de caminos entre la acetilaci贸n, fosforilaci贸n y ubiquitinaci贸n por el control del metabolismo central a trav茅s de Pck1. <br /
Mapping Recombination Rate on the Autosomal Chromosomes Based on the Persistency of Linkage Disequilibrium Phase Among Autochthonous Beef Cattle Populations in Spain
In organisms with sexual reproduction, genetic diversity, and genome evolution are governed by meiotic recombination caused by crossing-over, which is known to vary within the genome. In this study, we propose a simple method to estimate the recombination rate that makes use of the persistency of linkage disequilibrium (LD) phase among closely related populations. The biological material comprised 171 triplets (sire/dam/offspring) from seven populations of autochthonous beef cattle in Spain (Asturiana de los Valles, Avile帽a-Negra Ib茅rica, Bruna dels Pirineus, Morucha, Pirenaica, Retinta, and Rubia Gallega), which were genotyped for 777, 962 SNPs with the BovineHD BeadChip. After standard quality filtering, we reconstructed the haplotype phases in the parental individuals and calculated the LD by the correlation -r- between each pair of markers that had a genetic distance < 1 Mb. Subsequently, these correlations were used to calculate the persistency of LD phase between each pair of populations along the autosomal genome. Therefore, the distribution of the recombination rate along the genome can be inferred since the effect of the number of generations of divergence should be equivalent throughout the genome. In our study, the recombination rate was highest in the largest chromosomes and at the distal portion of the chromosomes. In addition, the persistency of LD phase was highly heterogeneous throughout the genome, with a ratio of 25.4 times between the estimates of the recombination rates from the genomic regions that had the highest (BTA18-7.1 Mb) and the lowest (BTA12-42.4 Mb) estimates. Finally, an overrepresentation enrichment analysis (ORA) showed differences in the enriched gene ontology (GO) terms between the genes located in the genomic regions with estimates of the recombination rate over (or below) the 95th (or 5th) percentile throughout the autosomal genome