6.1 Implementaci6n y desarrollo de sistemas para la pro-ducci6n de animales transgenicos.

6.2 Relaci6n entre la capacidad proliferativa y el estado di-ferenciado.

6.3 Regulaci6n de la expresi6n genica en celulas animales.6.4 Farmacologfa molecular.6.5 Biologfa molecular de insectos.

Programa 6.1 Implementaci6n y desarrollo de sistemaspara la producci6n de animales transgenicos.

El estudio de la expresi6n de genes recombinantes espe-cfficos en animales completos es una estrategia experimen-tal invaluable para entender el funcionamiento normal delorganismo adulto y durante su desarrollo. Ademas, los rato-nes transgenicos son una alternativa insubstituible para ge-nerar modelos animales de enfermedades humanas y, asf,poder estudiar estas y diseiiar estrategias terapeuticas ade-cuadas. Por otro lado, la posibilidad de modificar el geno-ma de animales de interes comercial abre nuevas vfas parasu mejoramiento genetico, asf como la utilizaci6n de estosen la producci6n de bienes de consumo.

El procedimiento inicial sera el ya establecido en varioslaboratorios, mediante la microinyecci6n directa del DNArecombinante al pronucleo de ovocitos fertilizados de ra-t6n. Ademas, se ensayaran nuevas alternativas con la fina-lidad de incrementar la eficiencia y hacer mas factible suaplicabilidad a animales de interes comercial.

Implementaci6n de la microinyecci6n de DNA recomb i-nante al pronucleo de ovocitos fertilizados de rat6n para lageneraci6n de animales transgenicos.D. Escalante, J. Santa Olalla y L. Covarrubias1991/P/DBM

Animales y celulas transgenicas para estudiar enfermeda-des humanas: los orfgenes del cancer cervico uterino.F. Recillas, P. Gariglio y L. Covarrubias1992/I1DBM

Programa 6.2 Relaci6n entre la capacidad proliferativa yel estado diferenciado.

La proliferaci6n debe ser un evento crftico durante el de-sarrollo y la diferenciaci6n celular. Si bien se ha sugeridoque la perdida en la capacidad proliferativa esta asociada alproceso de diferenciaci6n terminal, no existe informaci6nsobre su relaci6n con la adquisici6n de un fenotipo particu-lar. Este proceso es especialmente importante en la dife-renciaci6n neuronal, donde la diferenciaci6n terminal estaclaramente asociada a una perdida de la capacidad prolifera-tiva y, el fenotipo final, fuertemente influenciado por el am-biente extracelular.

Mediante la utilizaci6n de oncogenes inmortalizantes(Le. que sostienen la capacidad proliferativa de manera in-definida) cuya expresi6n se encuentra bajo el control de laregi6n regulatoria de un gen particular, es posible derivar

lfneas celulares especfficas a partir de animales transgeni-coso Utilizando esta estrategia y oncogenes inmortalizantestermosensibles se puede controlar la proliferaci6n de lfneascelulares que expresan un fenotipo definido y, asf, estable-cer la interacci6n entre la capacidad de divisi6n celular y laexpresi6n de una caracterfstica determinada.

Inmortalizaci6n de neuronas especfficas: el fenotipo do-paminergico como modelo.J. Santa Olalla, M. Zurita y L. Covarrubias1990/P/DBM

Inmortalizaci6n de la ceIulas germinales primordiales yel control de la meiosis.D. Escalante y L. Covarrubias19911P/DBM

Programa 6.3 Regulaci6n de la expresi6n genica encelulas animales.

Las caracterfsticas fenotfpicas de una celula estin defmi-das por la expresi6n de genes especfficos, por 10 tanto, lacaracterizaci6n de estos es una alternativa para conocer me-jor funcionalmente a una celula. Por otro !ado, la regula-ci6n de estos genes es un indicativo de las modificacionesintracelulares que estan ocurriendo pudiendo deberse acambios ambientales 0 parte de un programa encendidodurante el proceso de diferenciaci6n.

Caracterizaci6n molecular de las celulas germinales pri-mordiales.D. Escalante, S. Castro, F. Recillas y L. Covarrubias19911P/DBM

Regulacion de la expresion de genes espedficos durantela gonadogenesis.S. Castro, V. Narvaez, H. Merchant y L. Covarrubias1991/P/DBM

Actualmente muchos de los farmacos empleados tienencomo blanco a ciertas protefnas de membrana como loscanales ionicos, los receptores y las protefnas acarreadoras(bombas). Estas protefnas intrfnsecas pertenecen a variasfamilias que participan en la excitabilidad y la comunica-cion celular. Dichas protefnas se encuentran en la superfi-cie celular y, por 10 tanto, son accesibles a moleculas pre-sentes en el medio extracelular. Por otra parte, este grupode protefnas regula funciones celulares que operan en mili-segundos 0 segundos. Un medico puede medir dichas fun-ciones rapidamente y el paciente las experimenta claramen-te. Lo anterior destaca la importancia medica que tienenlos efectos de compuestos que actuan sobre este grupo deprotefnas.

Desgraciadamente los compuestos con los que se cuentaen el presente, aun cuando son muy utiles, tienen muchosefectos secundarios. Aquf solamente mencionaremos unejemplo por limitacion de espacio; las dihidropiridinas, co-mo la nisoldipina, bloquean canales de calcio y son utilesen el tratamiento de angina de pecho. Sin embargo; pue-den causar hipotension ortostatica al bloquear la contrac-cion dependiente de calcio en los musculos lisos de lasarterias.

Considerando 10anterior, uno de los objetivos principa-les que se plantea la farmacologfa moderna es desarrollarcompuestos que sean mas espedficos para un subtipo parti-cular de protefnas de membrana involucradas en eventosde excitabilidad y/o comunicacion celular. La clonaci6n delDNA ha demostrado que muchas de estas protefnas estancodificadas por familias de multigenes. La diversidad deRNA mensajeros que codifican a dichas protefnas, de he-

cho, sobrepasa la variedad de subtipos reconocidos farma-col6gicamente. Estas proteinas se pueden expresar hoy dfaen celulas de diferente origen como ovocitos de Xenopuso lineas celulares de mamffero. En generallos productos ex-presados retienen las caracterfsticas particulares de los di-versos subtipos de la familia de protefnas. En el caso de ca-nales i6nicos, dichas caracterfsticas se pueden determinarelectrofisiol6gicamente con toda precisi6n. Asf, la expre-si6n heter610ga puede convertirse en una herramienta po-derosa 'para buscar compuestos que actuen especfficamentesobre un subtipo de canales i6nicos y, por 10 tanto, que dis-minuyan los efectos secundarios que producen. Mas aun, laexpresi6n heter610ga puede permitir, en principio, la ob-tenci6n de suficiente material para realizar estudios estruc-turales.

Queda claro que el desarrollo de la nueva farmacologfamolecular requiere de un esfuerzo interdisciplinario. En es-te sentido, el Instituto posee la infraestructura academicabasica para emprender esta interesante e importante tarea.Por un lade (grupo del Dr. Possani), se cuenta con ampliaexperiencia y reconocimiento internacional en el area debioqufmica de toxinas de alacran. Vale la pena hacer no tarque las toxinas han sido herramientas cruciales en el estu-dio de los canales i6mcos. Ahora que se cuenta con las es-trategias apropiadas seguramente se encontraran fraccionesaltamente especfficas para ciertos subtipos de canales. Porotro lade, el Instituto (grupo del Dr. Bolivar/Becerril) mane-ja las tecnicas avanzadas en biologfa molecular y se ha inte-resado recientemente en la clonaci6n, expresi6n y muta-ci6n de los canales i6nicos. Finalmente, para cerrar elcfrculo interdisciplinario necesario para iniciar la farmaco-logfa molecular en nuestra comunidad, se cuema con ungrupo (Dr. Darszon) que desde hace bastantes aiios empleatecnicas de reconstituci6n y medici6n de canales unitarios.Recientemente se ha incorporado a dicho grupo el Dr. Lie-vano que montara en el Instituto la metodologfa para expre-sar y caracterizar electrofisiol6gicamente mensajeros de ca-nales i6nicos en ovocitos y otras lineas celulares. Nuestrogrupo (Dr. Darszon) estudia los canales i6nicos del esper-

matozoide ya que estos participan en forma determinanteen la fecundaci6n. Este sistema plantea problemas interdis-ciplinarios atractivos cuya resoluci6n puede llevar al desa-rrollo de toxinas y peptidos muy especfficos que potencial-mente se podrfan usar para controlar la fecundaci6n en elhombre. Esto ultimo, disminuirfa los riesgos de efectos se-cundarios y relevarfa, al menos parcialmente, a la mujer dela responsabilidad total que hasta ahora se Ie ha conferidode manera arbitraria y un tanto injusta como unico blan-co de control de la natalidad.

Papel del potencial de membrana en la inducci6n de lareacci6n acrosomal en el espermatozoide de mamfferos.F. Espinosa, A. Lievano, c. Beltran y A. Darszon1991/P/S/DBQ

Canales i6nicos presentes en la membrana plasmatica delespermatozoide de rat6n y su regulaci6n durante la reac-ci6n acrosomal inducida por ZP3.A. Lievano y A. Darszon1990/P/S/DBQ

Estudios sobre la regulaci6n que ejercen las protefnas Gen la permeabilidad de espermatozoides de erizo de mar yde rat6n.A. Lievano, c. Beltran y A. Darszon19911P/S/DBQ

Caracterizaci6n del transporte de Ca2 + y de la regula-ci6n del pH en vesiculas formadas a partir de membranasplasmaticas aisladas del espermatozoide de rat6n.C. Beltran, F. Espinosa, A. Lievano y A. Darszon1991/P/S/DBQ

Incorporaci6n de protefnas de la membrana plasmaticade espermatozoide en diversos estadios de purificaci6n, a

vesiculas y bicapas lipfdicas, con la finalidad de purificar ycaracterizar los canales i6nicos.C. Beltran, A. Lievano y A. Darszon19911P/S/DBQ

Caracterizaci6n de canales i6nicos que se expresan du-rante el desarrollo del espermatozoide de mamfferos.A. Lievano19911P/S/DBQ

Caracterizaci6n de toxinas capaces de bloquear la reac-ci6n acrosomal y los flujos i6nicos en el espermatozoidedel erizo de mar y de mamfferos.O. Zapata, A. Lievano, L.D. Possani y A. Darszon19911P/S/DBQ

Diseiio y sfntesis qufmica de peptidos que bloquean a ca-nales i6nicos.G. Gurrola, L. Vaca, A. Darszon y L.D. Possani1990/P/S/DBQ

Estudio del efecto de toxinas del veneno de alacranes yde peptidos N-terminales sinteticos correspondientes a lanoxiustoxina y caribdotoxina sobre canales de potasio decelulas epiteliales.L. Vaca, L.D. Possani y D. Kunze19911P/S/DBQ

Los insectos son un modelo de investigaci6n importanteen la biologfa molecular del desarrollo, y este campo tendraaplicaciones a nivel biotecno16gico y en el area de salud. Enuna fase inicial hemos iniciado estudios con la mosca de lafruta, Drosophila melanogaster, ya que el gran conoci-miento que se tiene de su Biologfa del Desarrollo, asf comosu facHmanipulaci6n genetica y molecular, permiten iniciarestudios basicos que en un futuro podran ser la base para

realizar investigaciones con otros insectos. En particular,estamos interesados en la identificaci6n de factores nuclea-res que interaccionan de manera especffica con el DNA yque puedan ser protefnas involucradas en dar una confor-maci6n particular a la cromatina 0 que puedan ser facto restranscripcionales. El interes particular en este tipo de facto-res, es que estan relacionados con la regulaci6n de la trans-cripci6n durante el desarrollo, que es uno de los interesesgenerales del grupo.

Identificaci6n y expresi6n de los genes que codifican pa-ra protefnas nucleares, relacionadas al grupo de alta movili-dad (HMG) de Drosophila melanogaster.M. Zurita y 1. Covarrubias199I/P/DBM