Estudio de la función de TcBDF4 y TcBDF5, dos factores de remodelación de la cromatina de Trypanosoma cruzi
| dc.contributor.advisor | Serra, Esteban Carlos | |
| dc.creator | Rodríguez Araya, Elvio | |
| dc.date.accessioned | 2025-10-09T14:32:10Z | |
| dc.date.available | 2025-10-09T14:32:10Z | |
| dc.date.issued | 2025 | |
| dc.description.abstract | La enfermedad de Chagas, causada por Trypanosoma cruzi, sigue siendo un problema relevante de salud en América Latina. La regulación de la expresión génica en este parásito ocurre a nivel postranscripcional y está influenciada por mecanismos epigenéticos, incluyendo la acetilación de histonas. En este contexto, las proteínas con bromodominio (BDF) son fundamentales en la regulación epigenética, ya que reconocen residuos de lisina acetilados en histonas y otros sustratos. En T. cruzi, se han identificado ocho BDF con estructuras diversas, cuya función aún no está completamente caracterizada. Esta tesis se centra en el estudio de TcBDF4 y TcBDF5, dos miembros de esta familia, y su integración en complejos asociados a la acetilación de histonas (HARC, por sus siglas en inglés). Se implementó una estrategia experimental multidisciplinaria dividida en cuatro capítulos, combinando enfoques proteómicos, bioinformáticos y funcionales. Mediante el uso de TurboID, se identificaron los interactomas de TcBDF4 y TcBDF5, revelando su participación en los complejos TcCRKT y TcNuA4, este último homólogo al complejo NuA4 de eucariotas superiores. Se determinó que TcBDF5 es un regulador central del grado de compactación de la cromatina, actuando a través de su integración en TcCRKT y su asociación con otros factores de remodelación epigenética. Su función es clave para modular los estados de condensación de la cromatina, equilibrando entre conformaciones más abiertas, que favorecerían la transcripción, y estados más compactos, que restringirían el acceso a la maquinaria transcripcional. El análisis estructural mediante AlphaFold2-multimer y dinámica molecular permitió predecir interacciones directas dentro de estos complejos, las cuales fueron validadas experimentalmente mediante ensayos de doble y triple híbrido en levaduras (Y2H/Y3H). A nivel bioinformático, se empleó una estrategia de ensamblado combinatorio para predecir la organización y estequiometría de los complejos identificados, integrando predicciones de dímeros y oligómeros con herramientas como FoldSeek, CombFold y teoría de grafos. Finalmente, se evaluó el impacto funcional de TcBDF5 en el ciclo de vida del parásito mediante la generación de líneas knockout y sobreexpresantes. Se observaron alteraciones significativas en el crecimiento y la morfología nuclear de los mutantes, lo que sugiere un rol esencial de TcBDF5 en la regulación epigenética de T. cruzi. Además, se identificó el dominio MRG de TcBDF5 como un blanco terapéutico clave, dado su papel en la regulación de la compactación de la cromatina. Este dominio participa en interacciones esenciales dentro del complejo TcCRKT, modulando directamente la transición entre estados más abiertos o compactos. Su inhibición podría representar una estrategia innovadora para alterar la estructura de la cromatina en el parásito y afectar su viabilidad. Los hallazgos de esta tesis aportan información clave sobre la función de TcBDF4 y TcBDF5 y sus interacciones dentro de los complejos HARC. Además, identifican potenciales blancos terapéuticos para el desarrollo de nuevas estrategias contra la enfermedad de Chagas. | |
| dc.description.abstract | Chagas disease, caused by Trypanosoma cruzi, remains a significant public health issue in Latin America. Gene expression regulation in this parasite occurs at the post-transcriptional level and is influenced by epigenetic mechanisms, including histone acetylation. In this context, bromodomain-containing proteins (BDFs) play a crucial role in epigenetic regulation by recognizing acetylated lysine residues on histones and other substrates. In T. cruzi, eight BDFs with diverse structures have been identified, though their functions remain incompletely characterized. This thesis focuses on the study of TcBDF4 and TcBDF5, two members of this family, and their integration into histone acetylation-related complexes (HARC). A multidisciplinary experimental strategy was implemented, divided into four chapters, combining proteomic, bioinformatic, and functional approaches. Using TurboID, the interactomes of TcBDF4 and TcBDF5 were identified, revealing their participation in the TcCRKT and TcNuA4 complexes, the latter being homologous to the NuA4 complex in higher eukaryotes. TcBDF5 was determined to be a central regulator of chromatin compaction, acting through its integration into TcCRKT and its association with other chromatin remodeling factors. Its function is key to modulating chromatin condensation states, balancing between more open conformations that promote transcription and more compact states that restrict access to the transcriptional machinery. Structural analysis using AlphaFold2-multimer and molecular dynamics simulations allowed the prediction of direct interactions within these complexes, which were experimentally validated through yeast two-hybrid and three-hybrid assays (Y2H/Y3H). At the bioinformatics level, a combinatorial assembly strategy was employed to predict the organization and stoichiometry of the identified complexes, integrating dimer and oligomer predictions with tools such as FoldSeek and graph theory. Finally, the functional impact of TcBDF5 on the parasite's life cycle was assessed through the generation of knockout and overexpressing cell lines. Significant alterations in growth and nuclear morphology were observed in the mutants, suggesting an essential role for TcBDF5 in the epigenetic regulation of T. cruzi. Additionally, the MRG domain of TcBDF5 was identified as a key therapeutic target due to its role in chromatin compaction regulation. This domain participates in critical interactions within the TcCRKT complex, directly modulating the transition between open and compact chromatin states. Its inhibition could represent an innovative strategy to alter chromatin structure in the parasite and affect its viability. The findings of this thesis provide key insights into the function of TcBDF4 and TcBDF5 and their interactions within HARC complexes. Furthermore, they identify potential therapeutic targets for the development of new strategies against Chagas disease. | |
| dc.description.fil | Fil: Rodríguez Araya, Elvio. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas; Argentina. | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/2133/30779 | |
| dc.language.iso | es | |
| dc.rights | embargoedAccess | |
| dc.rights.holder | Rodríguez Araya, Elvio | |
| dc.rights.text | Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 (Argentina) | |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ar/ | |
| dc.subject | Factores con bromodominio | |
| dc.subject | Complejos proteicos | |
| dc.subject | Interactómica | |
| dc.subject | Biología estructural | |
| dc.subject | Trypanosoma cruzi | |
| dc.subject | Bioinformática | |
| dc.subject | Cromatina | |
| dc.title | Estudio de la función de TcBDF4 y TcBDF5, dos factores de remodelación de la cromatina de Trypanosoma cruzi | |
| dc.type | tesis | |
| dc.type.collection | tesis | |
| dc.type.other | tesis de doctorado | |
| dc.type.version | acceptedVersion |