Síndrome de Morquio, una afección infrecuente / Morquio syndrome, a rare condition

Introducción: el síndrome de Morquio es una rara enfermedad hereditaria autosómica recesiva, caracterizada por la presencia de un trastorno del metabolismo de los glúcidos, generando dismi- nución de la calidad de vida. Caso clínico: recién nacido a término de 37.6 semanas con APGAR 7-9, que minutos después de nacido muestra signos de cianosis distal y bucal, acompañado de disminución en la saturación de oxígeno al 70%. Posteriormente, se identificaron características fenotípicas y manifestaciones clínicas que permitieron la sospecha diagnóstica de esta enferme- dad, lo que se corroboró mediante estudio genético. Conclusiones: El diagnóstico de síndrome de Morquio se logró establecer en los primeros momentos del nacimiento, las manifestaciones observadas en el caso que se presenta fueron las clásicas que informa la literatura médica, el estudio genético confirmó el diagnóstico.

Introduction: Morquio syndrome is a rare autosomal recessive hereditary disease, characterized by the presence of a carbohydrate metabolism disorder, generating a decrease in the quality of life. Clinical case: newborn of 37.6 weeks with APGAR 7-9, who shows signs of distal and oral cyanosis, accompanied by a decrease in oxygen saturation to 70% minutes after birth. Subse- quently, the diagnostic suspicion of this disease was identified due to the phenotypic characteris- tics and clinical manifestations, which was corroborated by genetic study. Conclusions: The diagnosis of Morquio syndrome was established in the first moments of birth, the manifestations observed in the case presented were the classic ones reported in the medical literature, the gene- tic study confirmed the diagnosis

In Silico Characterization and Expression Analysis Of The Alpha Subunit Of The Heteromeric Acetyl-Coenzyme A Carboxylase From Two Microalgae / Caracterización in silico y análisis de la expresión de la subunidad alfa de la acetil-coenzima a carboxilasa heteromérica de dos microalgas

RESUMEN Las microalgas son microorganismos fotosintéticos con gran potencial para abastecer las demandas energéticas mundiales. Sin embargo, los limitados conocimientos que se tienen de estos organismos, en particular a nivel molecular de los procesos metabólicos, han limitado su uso con estos propósitos. En esta investigación se ha realizado el análisis in silico de la subunidad alfa de la acetil-Coenzima A carboxilasa heteromérica (αACCasa), una enzima clave en la biosíntesis de lípidos de las microalgas Chlorella sp. y Scenedesmus sp. Asimismo, se ha medido la expresión de este gen en ambas especies cultivadas en medios deficientes de nitrógeno. Los resultados indican que la αACCasa muestra conservación estructural y funcional en ambas especies de microalgas y su mayor similitud genética con otras especies de microalgas. Asimismo, se ha mostrado que el nivel de expresión del gen se incrementa significativamente cuando las microalgas son cultivadas en ausencia de nitrógeno, lo cual se relaciona a su vez con una mayor acumulación de lípidos microalgales. En conclusión, el análisis in silico de la αACCasa de Chlorella sp. y Scenedesmus sp. presentan características estructurales, funcionales y evolutivas muy similares con otras especies de microalgas y plantas. Asimismo, el estudio revela que en ambas especies el gen se sobreexpresa cuando las microalgas son sometidas a estrés por deficiencia de nitrógeno, el cual se relaciona significativamente con la acumulación de lípidos totales en estas células.

ABSTRACT Microalgae are photosynthetic microorganisms with great potential to supply the world's energy demands. However, the limited knowledge of these organisms, particularly at the molecular level of metabolic processes, has limited their use to these purposes. In this investigation, the in silico analysis of the alpha subunit of the heteromeric acetyl-coenzyme A carboxylase (αACCase), a key enzyme in lipid biosynthesis of microalgae Chlorella sp. and Scenedesmus sp. was carried out. Also, the expression of this gene has been measured in both species cultivated in nitrogen-depleted media. Results indicate that αACCase shows structural and functional conservation in both species of microalgae and their greater genetic similarity with other species of microalgae. Also, it has been shown that the expression levels of this gene are significantly increased when the microalgae are cultured in the absence of nitrogen, which in turn is related to a greater accumulation of microalgal lipids. In conclusion, the in silico analysis of the Chlorella sp. and Scenedesmus sp. αACCase reveals structural, functional and evolutionary characteristics very similar to other microalgae and plant species. Also, the study reveals that in both species the gene is overexpressed when microalgae are subjected to nitrogen deficiency stress, which is significantly related to total lipids accumulation in these cells.

Regulação gênica da via ampk pelo exercício físico: revisão sistemática e análise in silico / Ampk pathway gene regulation by physical exercise: systematic review and in silico analysis / Regulación génica de la vía ampk por el ejercicio físico: revisión sistemática y análisis in silico

RESUMO Introdução: Novos estudos de regulação gênica do exercício físico por meio de técnicas pós-genômicas em ensaios de resistência (endurance) e força caracterizam a transcriptômica do exercício físico. Entre os genes afetados, destacamos a via da proteína quinase ativada por AMP (AMPK), cuja ativação ocorre durante o exercício como resultado das alterações dos níveis de fosfato energético da fibra muscular. Objetivo: Avaliar a via de sinalização da AMPK por revisão sistemática da expressão de genes e análise in silico. Método: Foi efetuada uma revisão sistemática para avaliar a regulação gênica da via de sinalização AMPK, caracterizando os genes estudados na literatura, as variações de regulação obtidas, na forma de fold change e tipos de exercício usados. Resultados: A via de sinalização AMPK mostrou 133 genes no repositório KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes), os quais foram confrontados com a revisão sistemática da literatura, totalizando 65 genes. Dezessete genes apresentaram UR e 24 mostraram DR com relação ao seu respectivo controle. Além destes, 20 genes estavam presentes nos trabalhos, apresentando tanto UR e DR e quatro genes não apresentaram dados de regulação. Verificou-se regulação específica em função do tipo de exercício efetuado. Discussão: Dos 133 genes da via AMPK, 48,8% foram amostrados nos trabalhos revisados, indicando que uma parte significativa da via é regulada pelo exercício. O estudo apresentou a regulação gênica básica de dois mecanismos para a recuperação energética, a biogênese mitocondrial e o bloqueio da gliconeogênese. Conclusão: Este trabalho mostrou que o exercício atua ativamente na via de sinalização da AMPK, na importância da regulação via PGC-1α e no papel de outros genes, regulando a expressão de mais da metade dos genes amostrados.

ABSTRACT Introduction: New studies of gene regulation by physical exercise through post-genomic techniques in endurance and strength tests characterize the physical exercise transcriptomics. Among the affected genes, we highlight the AMP-activated protein kinase (AMPK) pathway, the activation of which occurs during exercise because of changes in muscle fiber energetic phosphate levels. Objective: To evaluate the AMPK signaling pathway by systematic review of gene expression and in silico analysis. Method: A systematic review was performed in order to assess the gene regulation of AMPK signaling pathway, characterizing the genes studied in the literature, regulation variations obtained in the form of fold change, and types of exercise performed. Results: The AMPK signaling pathway showed 133 genes in the KEGG repository (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes), which were compared with the systematic review of the literature, totaling 65 genes. Seventeen genes presented UR and 24 showed DR in relation to their respective control. In addition to these, 20 genes were present in the literature, presenting both UR and DR and four genes showed no regulatory data. Specific regulation was verified according to the type of exercises performed. Discussion: Of the 133 genes of the AMPK pathway, 48.8% were sampled in the revised studies indicating that a significant part of the pathway is regulated by exercise. The study presented the basic gene regulation of two mechanisms for energy recovery, mitochondrial biogenesis, and gluconeogenesis blockade. Conclusion: This work showed that the exercise actively works in the AMPK signaling pathway, in the importance of regulation via PGC-1α and in the role of other genes, regulating the expression of more than half of the genes sampled.

RESUMEN Introducción: Nuevos estudios de regulación génica del ejercicio físico por medio de técnicas pos-genómicas en ensayos de resistencia (endurance) y fuerza caracterizan la transcriptómica del ejercicio físico. Entre los genes afectados, destacamos la vía de la proteína quinasa activada por AMP (AMPK), cuya activación ocurre durante el ejercicio como resultado de las alteraciones de los niveles de fosfato energético de la fibra muscular. Objetivo: Evaluar la vía de señalización AMPK por revisión sistemática de la expresión de genes y análisis in silico. Método: Se ha efectuado una revisión para evaluar la regulación génica de la vía de señalización AMPK, caracterizando los genes estudiados en la literatura, las variaciones de regulación obtenidas en forma de fold change y tipos de ejercicios utilizados. Resultados: La vía de señalización AMPK mostró 133 genes en el repositorio KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes), los cuales fueran confrontados con la revisión sistemática de la literatura, totalizando 65 genes. Diecisiete genes presentaron UR y 24 mostraron DR con respecto a su respectivo control. Además de estos, 20 genes estaban presentes en los trabajos, presentando tanto UR y DR y cuatro genes no presentaron dados de regulación. Se observó una regulación específica en función del tipo de ejercicio efectuado. Discusión: De los 133 genes de la vía AMPK, 48,8% fueron muestreados en los trabajos revisados, indicando que una parte significativa de la vía es regulada por el ejercicio. El estudio presentó la regulación génica básica de dos mecanismos para la recuperación energética, la biogénesis mitocondrial y el bloqueo de la gluconeogénesis. Conclusión: Este trabajo mostró que el ejercicio actúa activamente en la vía de señalización AMPK, en la importancia de la regulación vía factor PGC-1a y en el papel de otros genes, regulando la expresión de más de la mitad de los genes muestreados.

Principales promotores utilizados en la transformación genética de plantas / Main promoters used in plant genetic transformation

El conocimiento pleno de los promotores determina el éxito en la obtención de nuevos cultivares de plantas a través de técnicas biotecnológicas, ya que dicha secuencia del ADN regula la transcripción de otras regiones adyacentes o cercanas, encontrándose los siguientes promotores: constitutivos, tejido-específicos o estadio-específicos, inducibles y sintéticos. En esta revisión se resume de manera precisa los conceptos, ventajas y limitaciones de los distintos tipos de promotores, con ejemplos claros de ello.

Full knowledge of promoters determines success in obtaining new plant cultivars through biotechnology techniques. This DNA sequence regulates the transcription of adjacent or nearby regions, which are mainly constitutive, tissue-specific or stage-specific, inducible and synthetic. This review summarizes the precise concepts, advantages and limitations of different types of promoters, including clear examples of them.

Las adicciones, la genómica y la proteómica / Addictions, genomics and proteomics

Drug addiction is a chronically relapsing disorder that has been characterized by (1) compulsion to seek and take the drug, (2) loss of control in limiting intake, and (3) emergence of a negative emotional state (e.g, dysphoria, anxiety, irritability) reflecting a motivational withdrawal syndrome when access to the drug is prevented (defined as Substance Dependence by the Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders [DSM] of the American Psychiatric Association). Acute exposure to drugs of abuse initiates molecular and cellular alterations in the Central Nervous System that lead to an increased overall vulnerability to addiction with subsequent drug exposures. These drug-induced alterations employ changes in gene transcription that result in the synthesis of new proteins. Therefore, one of the important goals of addiction research is to identify the drug-induced gene expression changes in the specific brain structures related to the addictive properties of various drugs. The molecular and genomic mechanisms by which drugs of abuse induce neuroplastic changes related to addiction remain largely unknown. Several studies have evaluated changes in gene and protein expression profiles in the brain after administration of drugs of abuse. Exposure to psychostimulants induces the activity-dependent gene expression of several transcription activators and repressors. Genomic research strategies have recently transitioned from the search for unknown genes to the identification and evaluation of coordinated gene networks and transcriptional signatures. New opportunities arising from the analysis of these networks include identifying novel relationships between genes and signaling pathways, connecting biological processes with the regulation of gene transcription, and associating genes and gene expression with diseases. The identification of gene networks requires large gene expression data sets with multiple data points. Functional genomics methods, studying the steady-state levels of these mRNA species, such as quantitative RT-PCR (qRT-PCR), whole-genome microarray analysis, and next generation sequencing methods, provide sensitive and high-throughput approaches to quantitatively examining mRNA (and miRNA) species present within the cells of the Nervous System. Functional genomics studies can help to illuminate genes involved in the development of behaviors related to drug abuse and relapse liability, but cannot provide insight into post-translational modifications (e.g., phosphorylation and glycosylation of proteins after translation has occurred) or subcellular localization of the protein product. Therefore, using proteomic techniques presents the opportunity to assess the totality of gene expression, translation, modification, and localization. Unfortunately, the sensitivity of proteomic tools lags behind those of functional genomics. Moreover, examining the mRNA provides a restricted view of primarily the cell body. Indeed, from a systems biology standpoint, analysis of both mRNA and protein levels (as well as miRNA and epigenetic changes) will ultimately provide a more integrated view of the molecular underpinnings of addiction. When applying proteomic technologies to addiction research, an understanding of the power of proteomic analysis is essential. After genetic information is transcribed into mRNA, a template is provided to the cell from which proteins will be synthesized. Neuroproteomic studies offer great promise for increasing understanding of the biochemical basis of addiction. While proteomics is still an evolving field, proteomic approaches have proven useful for elucidating the molecular effects of several drugs of abuse. With a number of ongoing research programs in addiction proteomics and a growing number of investigators taking advantage of these tools, the addiction research field will benefit from a consideration of the capabilities and limitations of proteomic studies. As with other biomedical research fields, drug abuse research is making use of new proteomic capabilities to examine changes in protein expression and modification on a large scale. To obtain the maximum benefit and scientific advancement from these new technologies, a clear understanding of the power and limitations of neuroproteomics is necessary. With the main limitation of neuroproteomic studies being the complexity of the proteome, approaches that focus these studies need to be employed. The salient message is that there is not a single best technical approach for all studies and that the main driver for the choice of proteomic technology and experimental design should be the advancement of the understanding and treatment of drug abuse. An important area that has heretofore received limited attention is the experimental design and interpretation specific to neuro-proteomic studies of drug abuse. These challenges include choice of animal model, ensuring sample quality, the complexity of brain tissue, confirming discovery findings, data analysis strategies, and integration of large data sets with the existing literature. Epigenetics is the study of heritable changes other than those in the DNA sequence and encompasses two major modifications of DNA or chromatin: DNA methylation and post-translational modification of histones. In this context, now it is known that regulation of gene expression contribute to the long-term adaptations underlying the effects of drugs of abuse. The precise molecular events that are required for modification of chromatin and that underlie gene repression or activation have not been elucidated. Recent reports have addressed this question and demonstrated that drugs of abuse modify specific methyl-CpG-binding proteins that control histone acetylation and gene expression. Further elucidation of the wide-range of histone modifications and the ensuing consequences on gene expression will be necessarily before the potential for drug development can be realized. It is important to characterize the molecular alterations underlying chromatin remodeling and the regulation of the epigenetics events by drugs of abuse. It is clear that modification in gene expression by drugs of abuse promote cellular changes. This review is intended to provide guidance on recent advances in the field of drug addiction. This review also presents a number of experimental design and sample approaches that have been applied to genomic, proteomic and epigenetic studies of addiction. Coupled with new technologies for data collection, analysis, and reporting, these approaches represent the future of the addiction field and hold the key to unlocking the complex of profile of drug abuse disorders.

La adicción a las drogas es una enfermedad mental que se caracteriza por ocasionar graves implicaciones sociales, económicas y de salud de los individuos que la padecen. La exposición aguda a las drogas de abuso provoca alteraciones moleculares y celulares en el Sistema Nervioso Central que ocasionan una vulnerabilidad para sufrir adicción a subsecuentes exposiciones a sustancias de abuso diferentes. Las alteraciones inducidas por las drogas producen cambios en la transcripción de genes que resultan en la síntesis de nuevas proteínas. Uno de los objetivos importantes en la investigación en el campo de las adicciones es identificar los cambios en la expresión de genes inducidos por las drogas en estructuras específicas del cerebro que están relacionadas con las propiedades adictivas de diferentes sustancias. El campo de la genómica y la proteómica, aplicada al estudio de las adicciones, tiene como objetivo identificar a los genes y las proteínas candidatos involucrados en la regulación de los procesos adictivos. Se han logrado progresos considerables en la identificación de genes y proteínas que regulan las conductas complejas presentes en los procesos adictivos en modelos de animales y modelos de estudio en humanos con material obtenido post-mortem. Estos descubrimientos se han sumado a los esfuerzos por identificar los circuitos neurales implicados en las manifestaciones conductuales relacionadas con las adicciones. También han permitido la identificación de genes candidatos que podrán ser blancos de futuras estrategias terapéuticas desarrolladas para tratar los procesos adictivos. Los estudios de genómica funcional han permitido identificar algunos de los genes involucrados en el desarrollo de las conductas adictivas, pero no tienen la capacidad de proporcionar información sobre las modificaciones post-traduccionales ni de la localización sub-celular de las proteínas para las que codifican los genes. Por lo tanto, la incorporación de estudios proteómicos ofrece la oportunidad de lograr evaluar, en su totalidad, la expresión, la traducción, las modificaciones y la localización de los genes y sus productos de expresión. Para obtener los máximos beneficios y avances con el empleo de estas nuevas tecnologías, deben comprenderse en su totalidad los alcances y limitaciones de la neuroproteómica. En este sentido, se debe tener especial cuidado en la elección del modelo de estudio, asegurar la calidad de la muestra, la complejidad de la estructura en estudio, confirmar los resultados obtenidos, las estrategias de análisis de resultados y la integración de los datos obtenidos con los ya reportados en la literatura científica. Los estudios recientes sobre los mecanismos moleculares que controlan los cambios inducidos por las drogas de abuso sobre la función transcipcional, la conducta y la plasticidad sináptica han identificado el importante papel que desempeña la remodelación de cromatina en la regulación y estabilidad de los programas genéticos neuronales mediados por las drogas y la subsecuente manifestación de las conductas adictivas. Se han identificado alteraciones epigenéticas sobre el genoma, tales como metilación del DNA y modificaciones en la función de las proteínas histonas. Estos importantes mecanismos se ven afectados como una respuesta neurobiológica a la administración de sustancias de abuso. Esta revisión pretende mostrar algunos de los avances recientes en el campo de las adicciones, presentando una breve descripción de los hallazgos que emplean aproximaciones genómicas, proteómicas y epigenéticas. Las implicaciones de estos estudios moleculares ponen de manifiesto nuevos conocimientos sobre el probable desarrollo de intervenciones terapéuticas en el futuro.

MicroARNs: una visión molecular / MicroRNA (miRNA): A molecular view

Los microARNs son ARN pequeños de aproximadamente 22 nucleótidos de longitud que participan en la regulación de muchos procesos celulares y, su alteración está asociada con el desarrollo de diferentes patologías, especialmente cáncer. Gracias al uso de las herramientas de bioinformática es posible determinar su distribución en el genoma y sus funciones en diferentes tejidos. La mayoría de microARNs son producidos en una vía canónica a partir de un transcripto primario largo, en un proceso secuencial de dos reacciones guiadas principalmente por dos enzimas, Drosha en el núcleo y Dicer en el citoplasma. Sin embargo, actualmente han sido descritas algunas vías no canónicas de generación de microARNs. El objetivo de esta revisión es describir el proceso de generación de microARNs y la maquinaria involucrada en su generación con el propósito de lograr alcanzar un mejor entendimiento de los diferentes procesos en los cuales están involucrados. Salud UIS 2011; 43 (3): 289-297.

MicroRNAs are small RNAs of approximately 22 nucleotides in length that participate in the regulation of many cellular processes and it alteration is associated with the development of different pathologies in particular, cancer. Using bioinformatics tools is possible determine their wide distribution in the genome and their functions in different tissues. Mostly of microRNAs are produced in a canonical way from a long primary transcript, in a sequential process of two reactions guided mostly by two enzymes: Drosha in the nucleus and Dicer in the cytoplasm. However, it has been described some pathways non-canonical for the generation of microRNAs. The aim of this review is to describe the generation process of microRNAs and the machinery involved in their generation for the purpose of achieving a better understanding of the different processes they are involved. Salud UIS 2011; 43 (3): 289-297.