Sobreexpresión de genes

La sobreexpresión de SMAD6/SMURF1 en el cartílago retrasa la hipertrofia de los condrocitos y causa enanismo con osteopenia.


Experimentos bioquímicos han demostrado que Smad6 y el Factor 1 regulador de ubiquitina Smad (Smurf1) bloquean la señal de transducción de las proteínas morfogénicas del hueso (BMP’s). Sin embargo, sus funciones in vivo son desconocidas. En el experimento, nosotrosgeneramos ratones transgénicos con sobreexpresión de SMAD6 en condrocitos. Los ratones transgénicos SMAD6 presentaron enanimo post-natal con osteopenia e inhibición de la fosforilación de SMAd1/5/8 en condrocitos. La osificación endocondral durante el desarrollo de estos ratones fue asociada con una proliferación de condrocitos casi normal, hipertrofía de condrocitos significativamente retrasada,y huesos delgados trabeculares (porosos).
La población reducida de condrocitos hipertróficos después del nacimiento parece estar relacionada con crecimiento y formación impar de hueso. Cultivos de cartílago mostraron que la hipertrofia de condrocitos inducida por BMP2 fue inhibida en el cartílago preparado del ratón transgénico de Smad6. Entonces, nosotros generamos ratones transgénicos quetenían sobreexpresión de Smurf1 en condrocitos. Las anormalidades fueron indetectables en los ratones transgénicos Smurf1. Al aparear los ratones transgénicos Smad6 y Smurf1 produjo camadas doblemente transgénicas con aún mayor retraso en la hipertrofia de condrocitos y osificación que en los transgénicos para Smad6. Estos resultados dan evidencia que Smurf1 aumenta la función de Smad6 in vivo.INTRODUCCIÓN:
Las proteínas morfogénicas del hueso (BMP) fueron identificadas originalmente como moléculas señalizadoras secretadas que inducían formación endocondral ectópica del hueso cuando eran implantadas subcutáneamente. Experimentos subsecuentes de clonación molecular han revelado que la familia BMP consiste en varias moléculas, incluyendo la subfamilia del factor crecimiento ydiferenciación, y pertenecen a la superfamilia TGF-(Factor de Crecimiento Transformador Beta). Los miembros de la familia BMP tienen diversas actividades biológicas durante el desarrollo de varios órganos y tejidos, así como la determinación de los ejes embrionarios (Hogan, 1996).
Los miembros de la superfamilia TGF-traduce sus señales mediante dos tipos de receptores de cinasas serina/treonina, lostipos I y II. Sobre sus ligandos, los receptores tipo I y II forman un tetrámero constituido por dos pares de los receptores tipo I y II.
Los receptores tipo II fosforilan los receptores tipo I. Entonces, los receptores tipo I fosforilan en cascada objetivos como Smads. En los vertebrados, se han encontrado siete receptores tipo I y cinco receptores tipo II. De entre ellos, tres receptores detipo I, BMP receptor IA (BMPR-IA, o receptor tipo activina cinasa [ALK-3]), BMP-IB (ALK-6) y ALK2, median la señalización de las BMP’s. Smads son los objetivos principales de la cascada de los receptores tipo I para las proteínas de la superfamilia TGF-/BMP.
Ocho tipos de Smads han sido identificadas en mamíferos y han sido clasificadas en tres subgrupos. Smads Regulados por receptores (R-Smads)son fosforilados en sus grupos COOH terminales por los receptores tipo I.
Smad1, Smad5, y Smad8 son R-Smads que traducen señales BMP, y las Smad2 y Smad3 son responsables para la TGF- y señalización de activina. Las R-Smads fosforiladas forman heterómeros con su pareja común Smad4, y traslocan en el núcleo donde interactúan con factores transcripcionales para obligar directa o indirectamente alas secuencias específicas de DNA a que activen la transcripción de genes.
La señalización de BMP es sujeto de regulación delicada en múltiples niveles: extracelularmente, en el sitio de la membrana, e intracelularmente. En el espacio extracelular, muchas moléculas antagonizan las BMP’s. Entre estos antagonistas, la nogina es expresada en el cartílago y obliga a las BMP’s previniendo que...