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División Biología Molecular y Genética

DEPARTAMENTO DE GENÉTICA

EPIGENÉTICA E INESTABILIDAD GENÓMICA

 

 

Perfil

 

El Departamento estudia la posible relación entre la organizacíón de la cromatina y del núcleo interfésico en la inducción de daño genético y formación de aberraciones cromosómicas en células de mamíferos. Este conocimiento es de suma importancia para comprender en profundidad los mecanismos subyacentes a la generación de células malignas y neoplasias, malformaciones congénitas, infertilidad, retardo mental y envejecimiento. Hemos reportado la mayor sensibilidad de la eucromatina y regiones hiperacetiladas del genoma a la acción de agentes clastogénicos localizando los sitios de fractura cromosómica (SFC) en metafases de líneas celulares de hámster (CHO). Asimismo, demostramos la concentración de SFC y genes desregulados en tumores en regiones de mayor expresión génica (RIDGEs) del genoma humano. Se ha evidenciado recientemente que el núcleo celular es una estructura compleja y altamente organizada. La eucromatina y los cromosomas ricos en genes se ubican en las regiones centrales mientras la heterocromatina reside en la periferia del núcleo. Estudiamos la distribución a nivel nuclear del daño genético (roturas de doble cadena del ADN o RDC) inducido por agentes clastogénicos mediante la inmunomarcación de foci de la variante histónica fosforilada gamma H2AX. Paralelamente, se analiza la posible colocalización entre foci de replicación del ADN (EDU-Click) y RDC (foci gamma H2AX) producidos por compuestos radiomiméticos mediante inmunomarcación y microscopía confocal. En forma similar, se analiza actualmente la distribución de daño genético en núcleos de células fotorreceptoras de la retina que presentan inversión de la arquitectura nuclear (heterocromatina central) así como el fenómeno de segregación/eliminación cromosómica en células trisómicas.

 

Recientemente, el Departamento ha comenzado a desarrollar una nueva línea de investigación, centrada en la modificación postranslacional llamada poli-ADP-ribosilación. Esta modificación está implicada en las respuestas al daño genético del ADN nuclear así como en fenómenos citoplásmicos y en la biología de las  uniones intercelulares.

 

Profile

 

The Department investigates the putative link between the organization of chromatin and interphase nuclei in the induction of genetic damage and chromosomal aberrations in mammalian cells. This knowledge is critical to deepen our understanding regarding the generation of malignant cells and neoplasias, congenital malformations, mental retardation, infertility and aging. We have shown the higher sensitivity of euchromatin and hyperacetylated chromatin to clastogenic agents by mapping breakpoints (BP) in metaphase chromosomes of hamster cell lines (CHO). Also, we reported the concentration of BP and deregulated tumor genes in regions of increased gene expression (RIDGEs) in the human genome. It has recently been shown that the cell nucleus is a complex anf highly organized structure. Euchromatin and gene-rich chromosomes map to the nuclear interior while heterochromatin resides at the periphery. We analyse the nuclear distribution of genetic damage (DNA double-strand breaks or DSB) induced by clastogenic agents through immunolabelling of phosphorylated variant histone gamma H2AX. Also, we study the possible co-localization of DNA replication foci (EDU-Click) and DSB (gamma H2AX foci) produced by radiomimetic compounds using immunodetection and confocal microscopy. Similarly, we also investigate the localization of genetic damage in nuclei of retina rod cells which exhibit inversion of the nuclear architecture (central heterochromatin). Finally, we are also trying to unveil the intriguing process of chromosome segregation and elimination in trisomic cells recently observed by our research group.

 

The Department has recently started to develop a new research line, centered on the postranslational modification called poly-ADP-ribosylation. This modification is involved in nuclear DNA damage responses as well as in cytoplasmic phenomena and cell-cell junctions biology.

 

 

Integrantes

Dr. Gustavo A. Folle

Profesor Titular de Investigación.

gfolle@iibce.edu.uy ; gustavofolle@gmail.com

Dra. María Vittoria Di Tomaso

Profesor Adjunto de Investigación.

mditomaso@iibce.edu.uy ; mariavictoriaditomaso@gmail.com

Dra. Laura Lafon-Hughes

Curriculum Vitae ANII

Técnica de Investigación.

llafon@iibce.edu.uy ; laura lafon 2010@gmail.com

Dra. Lucía Canclini

Técnica de Investigación.

lcanclini@iibce.edu.uy

Téc. Anat. Pat. Ricardo Larraya

Técnico Preparador.

rlarraya@iibce.edu.uy ; rilale21@hotmail.com

Mag. Pablo Liddle.

Investigador Asistente / Horas Docentes y de Investigación. Estudiante de Doctorado. Becario ANII.

pliddle@iibce.edu.uy ; pabloliddle@gmail.com

Mag. Ana Laura Reyes

Investigador Ayudante / Horas Docentes y de Investigación. Estudiante de Doctorado. Becario ANII.

areyes@iibce.edu.uy ; reyesabalos@gmail.com

Ing. Agr. Beatriz López-Carro

Investigadora Honoraria.

blopez@iibce.edu.uy ; blopazcarro@gmail.com

actualizado el 17-08-2017.

Líneas de investigación:

 

1- Mecanismos de formación de aberraciones cromosómicas en células de mamífero.

 

2- Influencia de la estructura y dinámica de la cromatina en la inducción de daño genético.

DNA damage may lead to cell transformation,senescence, or death. Histone H2AX phosphorylation,immunodetected as γH2AX foci, is an early response to DNA damage persisting even after DNA repair. In cycling mammalian cells with canonical nuclear architecture, i.e., central euchromatin and peripheral heterochromatin, γH2AX foci map preferentially to euchromatin.

 

                   

Mice retina rods are G0 cells displaying an inverted nuclear architecture 28 days after birth (P28). Rod nuclei exhibit one or two central constitutive heterochromatin chromocenters encircled by facultative heterochromatin. Euchromatin resides at the nuclear periphery, extending to the equator in cells withtwo chromocenters. To assess the impact of chromatin relocation in the localization of DNA damage, γH2AX and TUNEL foci induced ex vivo by radiomimetic bleomycin were mapped in H3K4me3 immunolabeled P28 rod nuclei. An index was established to quantify the results.

 

 

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24323064
The observed topology of DNA damage in retina-differentiated rods indicates that euchromatin is damage-prone, regardless of the canonical or inverted nuclear architecture of mammalian cells.

 

3- Rol de la arquitectura nuclear y los dominios cromosómicos en la localización del daño genético.

 

4.- Poly-ADP ribosylation in health and disease. Led by Laura Lafon-Hughes.
Poly-ADP-ribose (PAR) is a polymer synthetized by poly(ADP-ribosyl) polimerases (PARPs) from NAD+ as a protein postraslational modification. It is unique in being linear or branched, reaching 400 units and having nucleic-acid-like properties. Humans harbor 17 PARPs, among which only four synthetize PAR, namely PARP-1, PARP-2, tankyrase-1 (TNKS-1) and tankyrase-2 (TNKS-2). PARP-1 is the most ancient and the best studied PARP. It is only nuclear. PARP-2 and TNKS can be localized in nuclei and cytoplasm. Interestingly, a number of pathologies including inflammatory diseases, neurodegeneration and cancer, display alterations in PARPs or PAR localization or abundance. Nuclear PARPs are known to be involved in chromatin structure, transcription and DNA repair regulation. On the other hand, only recently have emerged works suggesting new functions of cytoplasmic PARPs and PAR.

 

 

Using immunocytofluorecence and confocal microscopy, we have described the existence of PAR associated to the E-cadherin rich adherens junctions where actin microfilaments are anchored in renal epithelial cells (VERO). Cytochalasin –D induced the disassembly of the actin cytoskeleton concomitantly with the dissassembly of the PAR belt. Conversely, the tankyrase inhibitor XAV939 affected cell shape, adherence and the actin cytoskeleton.
We are currently exploring the existence of the PAR belt in mouse tissues. In addition, we have a joint project with an argentinain laboratory to deepen the role of PAR during Trypanosoma cruzi infection. We are also aiming to deepen certain studies about the role of nuclear PARILATION in the response to induced genetic damage.

actualizado el 1-01-2017.

Proyectos 2014 - 2018

 

“Metabolismo de los polímeros de ADP-ribosa en la membrana citoplásmica: un nuevo enfoque en la invasión celular por Trypanosoma cruzi”. Proyecto de Movilidad, Cooperación Internacional. Investigador responsable por Uruguay: Laura Lafon-Hughes (IIBCE). Investigador responsable por Argentina: Salomé Vilchez-Larrea (INGEBI). Integrantes: Silvia Fernández Villamil, Laura Kevorkián. Entidades financiadoras: Agencia Nacional de Investigación e Innovación (ANII) por Uruguay y Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) por Argentina.  2017-2019.

actualizado el 17-08-2017.

Publicaciones 2014 - 2018

 

Reyes-Ábalos AL, Liddle, P, Folle GA, Di Tomaso MV. 2018. γH2AX prefers late replicating metaphase chromosome regions. Mutation Research/Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis.             doi:10.1016/j.mrgentox.2018.06.001

Gaiero P, Šimková H, Vrána J, Santiñaque FFLópez-Carro BFolle GA, van de Belt J, Peters SA, Doležel J, de Jong H. 2018. Intact DNA purified from flow-sorted nuclei unlocks the potential of next-generation genome mapping and assembly in Solanum species. MethodsX 5:328-336

Lafon Hughes LI, Romeo Cardeillac CJ, Cal Castillo KB, Vilchez Larrea SC, Sotelo Sosa JR, Folle Ungo GA, Fernández Villamil SH, Kun González AE. 2017. Poly(ADP-ribosylation) is present in murine sciatic nerve fibers and is altered in a Charcot-Marie-Tooth-1E neurodegenerative model. PeerJ 5:e3318 https://doi.org/10.7717/peerj.3318

García EP, Tiscornia I, Libisch G, Trajtenberg F, Bollati-Fogolin M, Rodríguez E, Noya V, Chiale C, Brossard N, Robello C, Santiñaque F, Folle G, Osinaga E, Freire T. 2016. MUC5B silencing reduces chemo-resistance of MCF-7 breast tumor cells and impairs maturation of dendritic cells. Int J Oncol 48:2113-2123.

da Cruz I, Rodríguez-Casuriaga R, Santiñaque FF, Farías J, Curti G, Capoano CA, Folle GA, Benavente R, Sotelo-Silveira JR, Geisinger A. 2016. Transcriptome analysis of highly purified mouse spermatogenic cell populations: gene expression signatures switch from meiotic-to postmeiotic-related processes at pachytene stage. BMC Genomics 17:294. DOI 10.1186/s12864-016-2618-1

Romanelli G, Olivera-Bravo S, Santiñaque FF, Soto E, Javiel G, López-Carro B, Folle GA, Mimbacas A. 2015. P-Selectin as a platelet activation marker and cardiovascular risk prediction factor. Differences between its two isoforms using flow cytometry and ELISA analyses. J J Hematol 1:017.

Paviolo N, Santiñaque FF, Castrogiovanni DC, Folle GA, Bolzán AD. 2015. The methylating agent streptozotocin induces persistent telomere dysfunction in mammalian cells. Mutation Research/Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis. 794:17-24.

Geisinger A, Rodríguez-Casuriaga R, Santiñaque FF, Folle GA. 2014. Revisiting testicular cell suspensions and meiocytes sorting (Commentary). Cytometry. 85: 989-990.

García G, Gutiérrez V, Ríos N, Turner B, Santiñaque F, López-Carro B, Folle GA. 2014. Burst speciation processes and genomic expansion in the neotropical annual killifish genus Austrolebias (Cyprinodontiformes, Rivulidae) Genetica 142: 87-98.

Liddle P, Lafon-Hughes L, Di Tomaso MV, Reyes-Ábalos AL, Jara J, Cerda M, Härtel S, Folle GA. 2014. Bleomycin-induced H2AX foci map preferentially to replicating domains in CHO9 interphase nuclei. Chromosome Res. 22:463-481.

Lafon-Hughes L, Vilchez Larrea SC, Kun A, Fernández Villamil SH. 2014. VERO cells harbor a poly-ADP-ribose belt partnering their epithelial adhesion belt. PeerJ. 2014 Oct 14;2:e617. doi: 10.7717/peerj.617.

Rodríguez-Casuriaga R, Santiñaque FF, Folle GA, Souza E, López-Carro B, Geisinger A. 2014. Rapid preparation of rodent testicular cells suspensions and spermatogenic stages purification by flow cytometry using a novel blue-laser-excitable vital dye. Methods X 1:e239-e243.

actualizado el 17-08-2017.

Orientación de estudiantes

 

Pasantías de Grado

Silvia Basso. (en curso). Pasantía de Grado. Orientadora: María Vittoria Di Tomaso. Co-orientadora: Laura Lafon-Hughes.

Tesis de Maestría

Analía Sanguinetti. (en curso). Orientador: Gustavo A. Folle.

Gianni Curti. (en curso). Co-Orientador: Gustavo A. Folle.

Federico Santiñaque. 2016. “Asimetría entre telómeros hermanos de cromosomas metafásicos: análisis de su posible origen en la replicación y compactación telomérica”. PEDECIBA-Biología. Orientador: Gustavo A. Folle.

Ana L. Reyes. 2015. “Segregación/extrusión de un comosoma 18 estra en línea celular HL6O”. Maestría en Ciencias Biológicas, opción Genética. PEDECIBA, UdelaR. Orientadora: A. Mimbacas Co-orientador: G. Folle.

Irene Da Cruz. 2015. PEDECIBA-Biología. Orientador: Dra. María Vittoria Di Tomaso, Co-Orientador: Gustavo A. Folle.

Tesis de Doctorado

Pablo Liddle. (en curso). PEDECIBA-Biología Orientador: Gustavo A. Folle.

Gerardo Romanelli. (en curso). Orientadora: Adriana Mimbacas. Co-Orientador: Gustavo A. Folle.

Leticia Méndez Acuña. (en curso). “Rol de los procesos epigenéticos en la respuesta celular al daño en el ADN”. PEDECIBA-Biología. Orientador: Wilner Martínez-López, Co-Orientador: Gustavo A. Folle.

Laura Lafon-Hughes. 2014. “Mecanismos epigenéticos de sensibilización al UV-C por mutación de la proteína de reparación del ADN CSB (Cockayne syndrome B)”. PEDECIBA-Biología. Orientador: Gustavo A. Folle.

Ana L. Reyes. (en curso). Orientador: María Vittoria di Tomaso.

actualizado el 17-08-2017.

Docencia:

 

Cursos Internacionales de Postgrado

2012 “Arquitectura y Dinámica del Núcleo Celular” (CSIC/PEDECIBA-Biología). Coordinador: Dr. Gustavo A. Folle. Teórico-práctico, 65 horas. IIBCE, Marzo 5-14.

2012 “Curso Básico de Citometría de Flujo”. Universidad de Bahía Blanca. Docente (Uruguay): Dr. Gustavo A. Folle. Teórico-práctico, 35 horas. Bahía Blanca, Marzo 26-30.

2012 “Alexander Hollaender”: “Epigenetics, Environmental Genetics and Genomic Instability: Capacity Building on New Analytical Tools”. Co-Coordinador: Dr. Gustavo A. Folle. IIBCE, IPMONT y Facultad de Ciencias, Abril 16-27.

2011 “Nuclear Architecture, Chromosome Territories, Chromatin Dynamics, and Genetic Damage” (AvH/ANII/PEDECIBA-Biología). Coordinador: Dr. Gustavo A. Folle. Teórico-práctico, 65 horas. IPMONT e IIBCE, Abril 4-13.

2011 “Análisis de secuenciación masiva usando CLC genomics work bench”. Docente Responsable: Dr. José Sotelo Silveira. Instituto Carlos Chagas, Curitiba, Brazil, Junio.

2010 “Nuclear Architecture and Dynamics” (ANII/PEDECIBA-Biología). Coordinador: Dr. Gustavo A. Folle. Teórico-práctico, 65 horas. IIBCE, Marzo 12-21.

2010 “Curso Básico de Citometría de Flujo” (PreCongreso FAIC). Grupo Rioplatense de Citometría de Flujo (GRCF). Coordinador (Uruguay): Dr. Gustavo A. Folle. Teórico-práctico, 30 horas. Buenos Aires, Noviembre 1-2.

 

Cursos Nacionales de Postgrado

2011 “Curso Básico de Cultivo de Células” (PEDECIBA-Biología). Coordinador: Dr. Gustavo A. Folle. Teórico-práctico, 45 horas. IIBCE, IPMONT e INIA, Agosto 8-19.

2010 “Curso Básico de Cultivo de Células” (PEDECIBA-Biología). Coordinador: Dr. Gustavo A. Folle. Teórico-práctico, 45 horas. IIBCE, IPMONT e INIA, Noviembre 29 - Diciembre 10.

2010 “Daño y Reparación del ADN” (PEDECIBA-Biología). Coordinadores: Dres. Wilner Martínez-López (IIBCE) y Elia Nunes (Facultad de Medicina). Docentes colaboradores: Folle GA, López-Carro B, Santiñaque FF. Teórico-práctico, 40 horas. Noviembre 15-27.

2010 Curso de Educación Permanente “Cultivo de Células y Aplicaciones de la Citometría de Flujo”. Coordinador: Dr. Gustavo A. Folle. Teórico-práctico, 20 horas. IIBCE, Setiembre 13 - 17.

actualizado el 21-02-2013.

Otros:

Participación en charlas de difusión en la Semana de la Ciencia y la Tecnología.

 

actualizado el 1-1-2017.

Galería de Fotos

 

Cromosoma de hámster (Z4) Inmunomarcación con anticuerpos para histona H4 acetilada (verde).
Aberraciones cromosómicas (línea CHO de hámster). Trirradial del cromosoma X y Z4. Tinción: yoduro de propidio e inmunomarcación de replicación del ADN con BrdU (amarillo).
actualizado el 11-05-2012

Contacto:

Gustavo Folle

Mail: gfolle@iibce.edu.uy ; gustavofolle@gmail.com

Teléfono: (598) 24871616 int. 136 ó 218.

actualizado el 11-06-2014.