Caracterización de los factores genéticos que rigen la comunicación gen-potenciador

Abstract

La regulación de la expresión génica está gobernada principalmente por elementos reguladores cis, como potenciadores y promotores, que contienen sitios de unión de factores de transcripción (TFBS). Los potenciadores amplifican la actividad transcripcional de los promotores, incluso a largas distancias genómicas. Estudios recientes revelan que la función del potenciador se amplifica por elementos de anclaje, como islas CpG (CGIs), y disminuye al aumentar la distancia genómica al promotor. Nuestro proyecto busca determinar cómo la presencia de CGIs en los potenciadores y promotores diana modula este efecto de distancia. Para ello, generamos líneas de células madre embrionarias de ratón con un potenciador con (TFBS+CGI) o sin CGIs (TFBS) a diferentes distancias de Sox7, un gen con un promotor rico en CGIs. Tras la diferenciación de dichas líneas a progenitores neurales, medimos la expresión de Sox7. Los resultados preliminares indican que reducir la distancia entre un potenciador pobre en CpG y su promotor diana incrementa linealmente la expresión génica. En cambio, reducir la distancia entre un potenciador rico en CpG y su promotor podría ser perjudicial, posiblemente por dificultades en su interacción. Descifrar la base molecular de estas observaciones contribuiría al entendimiento de la función del genoma y la susceptibilidad a enfermedades.

Gene expression regulation, essential for cellular function, is primarily governed by cis-regulatory elements (CREs) like enhancers and promoters, which contain clusters of transcription factor binding sites (TFBS). Enhancers amplify the transcriptional activity of promoters, even across vast genomic distances. Recent studies revealed that enhancer function is boosted by tethering elements, like CpG islands (CGIs), and that its potency decreases as the genomic distance to the target promoter increases. Our project aims to determine how CGIs within enhancers and target gene promoters modulate this distance effect. To address this, we generated mouse Embryonic Stem Cell (mESC) lines harbouring an enhancer (PE Sox1) either with (TFBS+CGI) or without CGIs (TFBS) at varying distances from Sox7 promoter, which is CGI-rich. We then measured Sox7 expression upon neural progenitor differentiation of these transgenic mESC lines. Preliminary results indicate that reducing the genomic distance between a CpG-poor enhancer (TFBS) and its target promoter leads to a linear increase in gene expression. Conversely, reducing the distance between a CpG-rich enhancer (TFBS+CGI) and its target promoter could even reduce gene expression, possibly due to challenges in establishing enhancer-promoter interactions. Deciphering the molecular basis of these preliminary observations could shed light on genome function and disease susceptibility.