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Ver el documento (formato PDF)   Kamm, Gretel Betiana.  "Bases genéticas de la evolución del cerebro humano: estudio evolutivo y funcional del gen NPAS3"  (2014-04-24)
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
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Resumen:
Comprender el origen y la evolución del cerebro humano es uno de los desafíos más sobresalientes que enfrenta la ciencia. Los cambios genéticos que llevaron a la adquisición de las capacidades distintivas del cerebro humano están codificados en nuestro genoma. La disponibilidad de más de cincuenta genomas de vertebrados permite hoy reconstruir nuestra historia evolutiva. Nuestra hipótesis es que la adquisición de nuevos patrones de expresión de genes relacionados con el desarrollo y la función cerebral en el linaje humano, habría sido crítica para la evolución de las capacidades cognitivas excepcionales de nuestro cerebro. Haciendo uso de bases de datos públicas de secuencias no codificantes conservadas con evidencia de evolución acelerada en el linaje humano (denominados HAEs por human accelerated elements), se encontró que el factor de transcripción neuronal PAS domain-containing protein 3 (NPAS3) contiene 14 HAEs, el mayor número de HAEs para un solo gen en todo el genoma humano. Usando un ensayo de expresión en peces cebra transgénicos se demostró que 11 de los 14 HAEs son capaces de activar la expresión de la proteína reportera EGFP durante el desarrollo embrionario, particularmente en el sistema nervioso. Además, utilizando ratones transgénicos, se realizó un análisis comparativo estudiando los patrones de expresión de uno de los HAEs de NPAS3 y secuencias ortólogas de chimpancé y ratón. El enhancer humano muestra una extensión del patrón de expresión en el telencéfalo. Este cambio humano específico pudo haber contribuido con la evolución de alguna de las características de nuestro cerebro.

Abstract:
Understanding the origin and evolution of the human brain is one of the greatest challenges that today science faces. The genetic changes that led to the acquisition of the distinctive capacities of the human brain are encoded in our genome. The availability of more than fifty vertebrate genomes allows unraveling our evolutionary history. Our hypothesis is that the acquisition of new expression patterns in the human lineage of genes involved with the development and functioning of the brain would have been critical for the evolution of our unique cognitive capacities. Using public databases of human accelerated conserved non coding sequences (HAEs or human accelerated elements), we found that the transcription factor neuronal PAS domain-containing protein 3 (NPAS3) contains 14 HAEs, the largest number detected for a human gene. Using an enhancer transcription assay in transgenic zebrafish we show that 11 out of the 14 HAEs activated the expression of the reporter gen EGFP during zebrafish development in the central nervous system. In addition, using transgenic mice we performed an expression pattern comparative analysis of human, chimpanzee and mouse ortholog sequences of a selected HAE. We found that the human enhancer shows an extended expression pattern in the forebrain. This human-specific change could have contributed to the evolution of some of the distinctive capacities of our brain.

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Registro:
Título : Bases genéticas de la evolución del cerebro humano: estudio evolutivo y funcional del gen NPAS3    
Autor : Kamm, Gretel Betiana
Director : Franchini, Lucía Florencia
Consejero : Rubinstein, Marcelo
Jurados : Calcaterra, Nora  ; Hasson, Esteban  ; Kornblihtt, Alberto
Año : 2014-04-24
Editor : Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
Filiación : Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular Dr. Héctor N. Torres
Grado obtenido : Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Ciencias Biológicas
Ubicación : Preservación - http://digital.bl.fcen.uba.ar/gsdl-282/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=tesis&d=Tesis_5993_Kamm
Idioma : Español
Area Temática : Biología / Evolución
Biología / Genética
Biología / Biología Molecular y Celular
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