Análisis in silico de compuestos derivados del cumato y floretina para suprimir la expresión génica en Drosophila melanogaster modificadas genéticamente

Fuentes Pinto, Juan Nicolas

Análisis in silico de compuestos derivados del cumato y floretina para suprimir la expresión génica en Drosophila melanogaster modificadas genéticamente

dc.contributor.advisor	Méndez Sánchez, Stelia Carolina
dc.contributor.advisor	Vesga Gamboa, Luis Carlos
dc.contributor.author	Fuentes Pinto, Juan Nicolas
dc.contributor.evaluator	Daza Espinosa, Martha Cecilia
dc.contributor.evaluator	Oliver Doerr, Markus Hans
dc.date.accessioned	2023-11-15T21:24:04Z
dc.date.available	2023-11-15T21:24:04Z
dc.date.created	2023-11-09
dc.date.issued	2023-11-09
dc.description.abstract	En la actualidad, los insectos son una problemática que se asocia a la pérdida de producción agrícola y transmisión de enfermedades. En consecuencia, los métodos genéticos de control de plagas han adquirido creciente importancia, donde los sistemas de expresión genética para el control poblacional permiten emplear proteínas represoras como estrategia para la inducción de letalidad sexo específica en insectos. Por tanto, en el laboratorio del profesor Omar Akbari (Universidad de California, San Diego UCSD) se generaron moscas Drosophilla melanogaster modificadas genéticamente. Estas moscas presentan sistemas binarios conformados por: una proteína represora (CymR y TtgR, que son reguladas por cumato y floretina, respectivamente) y la proteína VP16 como factor de transcripción que pueden inducir la expresión de proteínas fluorescentes como la proteína GFP y luciferasa in vivo. En cultivos In vitro, se ha demostrado que estos sistemas reprimen la transcripción (en presencia de la molécula represora), sin embargo, en modelos in vivo no se obtienen los mismos resultados. En nuestro laboratorio surgió como hipótesis que una de las posibles razones por las cuales no se evidencia la inhibición de la expresión in vivo, se debe a la baja biodisponibilidad de las moléculas represoras en el músculo del vuelo de los insectos. Por consiguiente, se identificaron compuestos con posible capacidad inhibidora para las proteínas CymR y TtgR, y se evaluó su estabilidad en el sitio de unión propuesto mediante ensayos de docking molecular y dinámica molecular. A partir de ello, se determinó que el ácido 4-amino-3-hidroxibenzoico presenta interacciones tipo puente de hidrógeno con los aminoácidos encargados de la estabilidad del complejo proteína-ligando, los cuales son: Arg126, Asn136 y Arg170 con una frecuencia de 100%, 50% y 30% respectivamente, logrando una estabilidad en el sitio de unión de la proteína CymR durante 200ns. Asimismo, la quercetina presenta interacciones tipo puente de hidrógeno con los aminoácidos encargados de la inhibición de la proteína TtgR Asn110, Arg130 y Aps172 con una frecuencia de 10%, 20% y 40%, respectivamente, permaneciendo en el sitio de unión de la proteína TtgR a lo largo de 200ns. Por consiguiente, los resultados sugieren que el ácido 4-amino-3-hidroxibenzoico y la quercetina son compuestos promisorios para inhibir la expresión génica de la proteína GFP en moscas transgénicas que expresan las proteínas CymR y TtgR, como sistemas represores.
dc.description.abstractenglish	Insects are currently a problem associated with loss of agricultural production and disease transmission. Consequently, genetic methods of pest control have become increasingly important, where gene expression systems for population control allow the use of repressor proteins as a strategy for the induction of sex-specific lethality in insects. Therefore, genetically modified Drosophilla melanogaster flies were generated in the laboratory of Professor Omar Akbari (University of California, San Diego UCSD). These flies have binary systems consisting of a repressor protein (CymR and TtgR, which are regulated by coumate and floretin, respectively) and the VP16 protein as a transcription factor that can induce the expression of fluorescent proteins such as GFP and luciferase in vivo. In vitro, these systems have been shown to repress transcription (in the presence of the repressor molecule), but the same results are not obtained in in vivo models. In our laboratory, it was hypothesised that one of the possible reasons for the lack of evidence of inhibition of expression in vivo is due to the low bioavailability of the repressor molecules in insect flight muscle. Therefore, compounds with potential inhibitory capacity for the CymR and TtgR proteins were identified, and their stability at the proposed binding site was assessed by molecular docking and molecular dynamics assays. From this, it was determined that 4-amino-3- hydroxybenzoic acid exhibits hydrogen bridge-type interactions with the amino acids responsible for the stability of the protein-ligand complex, which are: Arg126, Asn136 and Arg170 with a frequency of 100%, 50% and 30% respectively, achieving stability at the CymR protein binding site for 200ns. Likewise, quercetin exhibits hydrogen bridge-like interactions with the TtgR inhibitory amino acids Asn110, Arg130 and Aps172 with a frequency of 10%, 20% and 40%, respectively, remaining in the TtgR protein binding site for 200ns. Therefore, the results suggest that 4-amino-3-hydroxybenzoic acid and quercetin are promising compounds for inhibiting GFP gene expression in transgenic flies expressing CymR and TtgR proteins as repressor systems
dc.description.degreelevel	Pregrado
dc.description.degreename	Químico
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.identifier.instname	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponame	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourl	https://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.uri	https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/15389
dc.language.iso	spa
dc.publisher	Universidad Industrial de Santander
dc.publisher.faculty	Facultad de Ciencias
dc.publisher.program	Química
dc.publisher.school	Escuela de Química
dc.rights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar	http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommons	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.license	Atribución-NoComercial 2.5 Colombia (CC BY-NC 2.5 CO)
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject	Drosophilla melanogaster
dc.subject	supresión génica
dc.subject	docking molecular
dc.subject	dinámica molecular
dc.subject.keyword	Drosophilla melanogaster
dc.subject.keyword	gene suppression
dc.subject.keyword	molecular docking
dc.subject.keyword	molecular dynamics
dc.title	Análisis in silico de compuestos derivados del cumato y floretina para suprimir la expresión génica en Drosophila melanogaster modificadas genéticamente
dc.title.english	In silico analysis of cumate and phloretin derived compounds for suppressing gene expression in genetically modified gene expression in genetically modified Drosophila melanogaster
dc.type.coar	http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversion	http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.local	Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado