Análisis in silico de compuestos derivados del cumato y floretina para suprimir la expresión génica en Drosophila melanogaster modificadas genéticamente - Fuentes Pinto, Juan Nicolas (Universidad Industrial de Santander, 2023)
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.
In silico analysis of cumate and phloretin derived compounds for suppressing gene expression in genetically modified gene expression in genetically modified Drosophila melanogaster
Keywords: Drosophilla melanogaster; supresión génica; docking molecular; dinámica molecular; Drosophilla melanogaster; gene suppression; molecular docking; molecular dynamics