Biología Molecular y Celular de Lípidos

Resumen

Los fosfolípidos cumplen funciones estructurales y de señalización celular. Estudios recientes sugirieren que la reconstrucción en el cerebro de redes necesarias para el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas podría depender principalmente de los fosfolípidos.

En nuestro laboratorio estudiamos los mecanismos que coordinan la síntesis de fosfolípidos y el rol de los mismos como moléculas señal durante procesos de diferenciación celular; específicamente la diferenciación de células neuronales.

El conocimiento de estos procesos es de gran importancia desde el punto de vista fisiológico pues permite entender mecanismos moleculares y de regulación asociados a la diferenciación neuronal y, a partir de ellos, explicar algunas lipodistrofias asociadas a desordenes neuropatológicos.

Líneas de Investigación

Metabolismo de fosfolipidos: su rol en la diferenciación celular

Las neuronas poseen prolongaciones denominadas neuritas a través de las cuales se comunican, transmiten el impulso nervioso, ya sea a través de su contacto o por liberación de neurotransmisores. La longitud de las neuritas, sus ramificaciones y número por célula diversifican la función neuronal. La diferenciación neuronal, génesis de neuritas, es un proceso que implica expansión de membranas cuyos principales componentes son los fosfolipidos. La síntesis de fosfolipidos es entonces un evento esencial para que se generen membranas y, en el caso de las neuronas, se formen las neuritas (prolongaciones neuronales). En nuestro laboratorio tenemos como objetivo identificar los mecanismos por los cuales la síntesis de fosfolipidos, como componentes esenciales de las membranas, se coordina para que ocurra la diferenciación neuronal. Para ello usamos una línea de células neuronales en cultivo que tienen la capacidad de diferenciarse in vitro a neuronas. En estas células inmortalizadas observamos que la síntesis de fosfolipidos aumenta a medida que se diferencian a neuronas. Con esta información nos propusimos responder los siguientes interrogantes: ¿Que ocurre con la diferenciación neuronal y con las características morfológicas y funcionales de las neuritas si, utilizando técnicas de biología molecular y genética, se aumenta la biosíntesis de fosfolipidos o por el contrario se la bloquea? y ¿Cuales son las señales que coordinan neuritogenesis con síntesis de membrana? Estos conocimientos aportan información para comprender procesos básicos de la fisiología neuronal los cuales una vez esclarecidos serán las bases para abordar, en un futuro, procesos patológicos en los cuales la función neuronal se ve alterada.

Publicaciones Seleccionadas

  • Paoletti L, Domizi P, Marcucci H, Montaner A, Krapf D, Salvador G, Banchio C.  Lysophosphatidylcholine Drives Neuroblast Cell Fate. Mol Neurobiol. 2016 Nov;53(9):6316-6331.
  • David, A.P, Margarit, E, Domizi, P, Banchio, C. E, Armas, P (Co-corresponding author), Calcaterra, N.B. G-quadruplexes as novel cis-elements controlling transcription during embryonic development". Nucleic Acids Res. 44(9): 4163–4173. DOI: 10.1093/nar/gkw011; (2016)
  • Paoletti, L. Domizi, P, Marcucci, H., Montaner, A., Krapf D, Salvador G. and Banchio C. Lisophosphatidylcholine drives neuroblastcellfate”. Mol Neurobiol. (2015).
  • Domizi P, Aoyama and  Banchio C. (2014) Choline Kinase alpha Expression during RA-induced Neuronal Differentiation: role of C/EBPb.  BBA - Molecular and Cell Biology of Lipids, 1841, 544-55.
  • Paoletti L, Elena C, Domizi P, Banchio C (2011) Role of phosphatidylcholine during neuronal differentiation. IUBMB Life, 63, 714-20.
  • Marcucci, H, Paoletti, L. Jackowski S, Banchio C. (2010) Phosphatidylcholine biosíntesis and its role in neuronal cell fate determination. J Biol Chem., 285:25382-25393.
  • Elena C, Banchio C. (2010) Specific interaction between E2F1 and Sp1 regulates the expression of murine CTP:phosphocholine cytidylyltransferase alpha during the S phase. Biochim Biophys Acta, 1801, 537-546.
  • Marcucci, H, Elena, C, Gilardoni, P. Banchio C. (2008) Characterization of the Murine CTP:Phosphocholine Cytidylyltransferase beta Gene Promoter. BBA - Molecular and Cell Biology of Lipids, 1781, 254-62.
  • Sugimoto, H, Banchio, C, Vance D.E. (2008) Transcriptional regulation of phosphatidylcholine biosynthesis. Prog. Lipid Res., 47, 204-20.
  • Banchio, C. Lingrell S, Vance D. (2007) Sp-1 binds promoter elements regulated by Rb and regulates CTP:phosphocholine cytidylyltransferase alpha transcription. J Biol Chem., 282, 14827-35.
  • Banchio, C., Lingrell S., Vance DE. (2006) Role of histone deacetylase in the expression of CTP: Phosphocholine cytidylyltransferase alpha (CTalpha). J. Biol. Chem., 281, 10010-5.
  • Banchio, C., Shang, L. Vance, D.E. (2004) Phosphorylation of Sp1 by cyclin-dependent kinase 2 modulates its role in CT regulation during the S phase of the cell cycle. J Biol Chem., 279, 40220-6
  • Banchio, C., Shang, L. Vance, D.E. (2003) Activation of CTP: Phosphocholine cytidylyltransferase alpha expression during the S phase of the cell cycle is mediated by the transcription factor Sp1. J Biol Chem., 278, 32457-64.

Colaboradores

  • Dr Marcos Costa (UFRN Natal Brasil).

Subsidios

  • PICT 2013-0820 “Fosfatidilcolina como estímulo de la diferenciación neuronal. Mecanismos moleculares subyacentes e impacto en la diferenciación”.
  • PICT 2015-0123 Lípidos como reguladores del destino de células madre neuronales. Mecanismos moleculares subyacentes e impacto en la regeneración.

Director

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Banchio, Claudia
Sede CCT
Email: banchio@ibr-conicet.gov.ar
Tel: +54 341 4237070
Oficina Int: 656
Laboratorio Int: 615

Becarios Post-Doctorales

  • Chazarreta Lorena
  • Celeste Robert

Becarios Doctorales

  • Aneley Montaner

Tesinistas

  • Malizia Florencia
  • Consuelo Perez

Imágenes

Detección de bIII-tubulina (verde) por inmunocitoquímica en células Neuro-2a que expresan constitutivamente CCTa.

Celulas madres neuronales crecidas como neuroesferas (núcleos teñidos en rojo) y células diferenciadas que expresan bIII tubulina como marcador neuronal (verde).