Esbrinar les bases moleculars de les malalties humanes és un dels grans reptes a la Genètica Molecular Humana d’avui dia. S’han identificat molts gens responsables de distròfies de retina, i alguns d’aquests gens codifiquen per factors de transcripció que controlen decisions de destí cel·lular crucials per a la retina, com per exemple, els que tenen lloc en la diferenciació de tipus neuronals específics, o ens els precursors dels fotoreceptors, quan decideixen esdevenir cons o bastaons. Algunes d’aquestes decisions rauen en processos que funcionen com interruptors cel·lulars, responent a diferents estímuls interns o externs, i que acaben per “apagar” o “encendre” determinades vies de transcripció. Un dels mecanismes de regulació proteica més versàtil i, a més, reversible, és la modificació post-traduccional per conjugació d’ubiquitina i SUMO, éssent un dels paradigmes el factor de transcripció retinal Nr2E3. La nostra hipòtesi de treball és que la modificació post-traduccional per ubiquitina i SUMO són claus en la regulació de factors de transcripció i diferenciació en les decisions de destí cel·lular dels fotorecpetors. Per tant, els nostres objectius són: 1) caracterizar l’expressió en retinas de ratolí del catàleg complert dels enzims de la via de SUMO, a mes dels aproximadament centenar d’enzims deubiquitinants (DUBs) codificats en el genoma de mamífers, mitjançant tècniques de RT-PCR, transferència Western i immunohistoquímica, per tal d’establir el map d’expressió d’aquests gens; i també 2) investigar la contribució de SUMO i ubiquitina en les decisions primerenques dels fotoreceptors mitjançant un cribatge “shotgun” de silenciament gènic dels gens de la via de SUMO i de les DUBs, mitjançant tècniques de cribatge d’alt rendiment. Creiem que els resultats que obtindrem ens ajudaran a entendre com les cèl·lules precursores dels fotoreceptors decideixen el seu destí, tant cap a la diferenciació com a l’apoptosi i, per tant, entendre com l’alteració d’aquests processos porta a la disfunció i a la malaltia.

El control de qualitat proteic és absolutament essencial per a la homeostasi cel·lular. Quan aquestes vies de control de qualitat no funcionen adientment es produeixen processos tumorals, malalties neurodegeneratives i sìndromes metabòlics més o menys complexes. La majoria de proteïnes malplegades, abnormals i de vida curta són reciclades de forma selectiva pels sistema ubiquitina-proteasoma (UPS): les proteïnes que han de ser degradades són ubiquitinades selectivament i la cadena de poliubiquitines és finalment reconeguda pel proteasoma. La modificació post-traduccional de proteïnes mitjançant l’addició d’ubiquitines requereix l’acció concertada i jeràrquica de tres tipus diferents de lligases d’ubiquitina. La ubiquitinació és reversible, i la deubiquitinació és duta a terme pels enzims deubiquitinants (DUBs). Una de les funcions de l’UPS és la degradació de proteïnes malplegades que es dóna al reticle endoplasmàtic (ERAD). Encara no s’enten del tot com es produeix la regulació de la ubiquitinació i degradació dels substrats ERAD i dels que no segueixen aquesta via. Resultats previs del nostre grup mostren la implicació de la proteasa específica d’ubiquitines USP25 en el rescat de diverses proteïnes sarcomèriques (entre elles, MyBPC1 i ara estem explorant la seva contribució a la regulació per l’ERAD de proteïnes mutades que formen agregats en diverses malalties humanes (com ara CFTRdelta508; CD3delta; i la proteïna beta-amiloïd). D’altra banda, la major part dels enzims de l’UPS formen part de complexes proteics làbils i amb molts components, que funcionen com a plataformes de modificació post-traduccional. El nostre objectiu és caracteritzar alguns de les lligases d’ubiquitina “partners” d’USP25.