Estudi bioinformàtic de la funcionalitat i conservació de l’splicing alternatiu

L'estudi de les diferencies fenotipiques entre especies, i entre individus, ha estat una de les grans questions fonamentals en els camps de la biologia evolutiva i la genetica. Ben aviat, es va fer pales que la regulacio de l’expressio genica tindria un paper clau en establir aquestes diferencies de complexitat. L’adveniment de les tecniques massives de sequenciacio no van sino confirmar aquesta visio primerenca. Avui dia coneixem un grapat de mecanismes que determinen aquestes diferencies entre organismes, com son la divergencia de sequencia proteica, la duplicacio genica o la divergencia de la regio cis-reguladora, entre d’altres. En la darrera decada, l’splicing alternatiu ha anat afermant-se com a mecanisme post-transcripcional frequent i ha anat prenent protagonisme com a font de variabilitat de transcrits i isoformes proteiques, a mes a mes de jugar un paper regulador de l’expressio genica. Per tant, l’splicing alternatiu es un ferm candidat a introduir diferencies substancials al proteoma que expliquin la diversitat fenotipica entre organismes. Aixi doncs, aquest treball es va marcar com a objectiu aclarir fins a quin punt la variabilitat que introduia l’splicing alternatiu tenia implicacions en el fenotip, quina era la seva conservacio i si actuava de manera coordinada o independent amb d’altres mecanismes. En primer lloc, vam estudiar la relacio que hi havia entre l’splicing alternatiu i les altres fonts moleculars de diversitat fenotipica i si era possible que l’splicing alternatiu pogues introduir variabilitat amb implicacions fenotipiques per si sola. A continuacio, ens vam centrar en els mecanismes reguladors de l’expressio genica basats en splicing alternatiu, analitzant les seves propietats i la seva conservacio entre especies. Finalment, vam examinar la implicacio de l’splicing alternatiu en el fenomen de la domin{ncia genica, ja que es un proces conegut que determina diferencies fenotipiques intraespecifiques. El primer pas fou, doncs, comparar l’splicing alternatiu amb d’altres fonts moleculars de diferencies fenotipiques: les divergencies de la sequencia proteica, de la regio cis-reguladora del gen i de l’expressio genica entre hum{ i ratoli. En un estudi massiu de les propietats de tots aquests fenomens entre 13970 parelles d’ortolegs, vam observar que l’splicing alternatiu podia introduir diferencies abans que les altres variables poguessin fer-ho. Quan les identitats de sequencia proteica o de la regio cis-reguladora eren massa elevades com per introduir diferencies, l’splicing alternatiu ja presentava patrons prou diferents en la concurrencia d’splicing entre hum{ i ratoli. A mes a mes, la relacio entre l’equivalencia d’isoformes amb aquestes divergencies tambe va resultar ser molt lleu, fet que ens va fer pensar que l’splicing alternatiu pot introduir isoformes especifiques que contribueixin a les diferencies entre especies abans que les altres divergencies puguin fer-ho. Pel que fa al segon bloc, vam investigar la conservacio i propietats dels mecanismes reguladors de l’expressio genica basats en AS. Primer de tot, vam confirmar la independencia entre les divergencies d’expressio genica i l’splicing alternatiu, fet que ens indica que actuen a diferents nivells. A continuacio, vam definir i classificar aquests mecanismes reguladors depenent com l’splicing alternatiu alterava l’arquitectura de dominis de les isoformes. La conservacio d’aquests efectes, dels mecanismes reguladors basats en AS, va resultar ser baixa per tots els casos. Pel que fa als esdeveniments on es perdien un o mes dominis a les isoformes alternatives, a mes a mes de ser baixa la conservacio del mecanisme, tambe ho va ser l’equivalencia dels esdeveniments d’splicing alternatiu. Aixi, tot i tenir efectes a nivell de sequencia no homolegs, la funcio es conservava, fet que ens porta a suggerir que aquests esdeveniments d’AS son un exemple de convergencia funcional. Per ultim, ens vam fixar en el proces de la dominancia, abastament conegut, que introdueix diferencies fenotipiques clares entre individus de la mateixa especie, sobretot en el cas de malalties. Donat el fet que es coneixia una relacio inversa entre paralogia i haploinsuficiencia, per una banda, i paralogia i splicing per l’altra, sumat a la capacitat d’introduir variabilitat per part de l’splicing alternatiu, vam endegar aquest estudi amb la idea de descriure la relacio entre dominancia i splicing. El resultat final ens va mostrar una independencia dels dos processos, fet que ens va fer questionar la relacio entre paralogia i splicing alternatiu. Per la resta de variables estudiades, la caracteritzacio de la dominancia va concordar amb els resultats de treballs anteriors.