La identificación de elementos funcionales en el genoma no-codificante
continúa siendo una tarea desafiante. La genómica comparativa puede
ayudarnos a entender como estos elementos han evolucionado y cuáles
son sus posibles funciones. En ésta tesis, nos hemos enfocado principalmente
en la evolución de unos genes conocidos como long noncoding
RNAs (lncRNAs) en el linaje humano. Éstos genes están involucrados
en muchos procesos fundamentales de regulación genética
e influyen múltiples procesos de desarrollo ...
La identificación de elementos funcionales en el genoma no-codificante
continúa siendo una tarea desafiante. La genómica comparativa puede
ayudarnos a entender como estos elementos han evolucionado y cuáles
son sus posibles funciones. En ésta tesis, nos hemos enfocado principalmente
en la evolución de unos genes conocidos como long noncoding
RNAs (lncRNAs) en el linaje humano. Éstos genes están involucrados
en muchos procesos fundamentales de regulación genética
e influyen múltiples procesos de desarrollo y enfermedades, lo cuál
los hace candidatos idóneos de exploración. Las duplicaciones que
ocurren en el genoma cumplen un rol fundamental en la generación
de nuevo material genético. Aquí, hemos hipotetizado que las diferencias
existentes entre las regiones codificantes de proteínas entre humanos
y otros primates quizás no sea suficiente para explicar nuestras
características fenotípicas únicas. Es por ello, que utilizando métodos
de genómica comparativa hemos evaluado cuál es la contribución de
las duplicaciones exónicas de los lncRNAs sobre nuestro genoma. De
ésta manera, hemos identificado 62 genes humanos específicos que se
han fijado en la población y que además muestran signos de selección
activa y expresión tejido-específica. Nuestros descubrimientos sugieren
que éstos genes pueden ser relevantes para la evolución de las
características fenotípicas únicas de los seres humanos y requieren de
validación experimental en el futuro. Más aún, hemos estudiado éstos
genes en una especie no-modelo que se encuentra en peligro de extinción;
el pájaro conocido como “Correlimos Cuchareta”, identificando
37 lncRNAs que se encuentran altamente conservados en humanos.
Finalmente, hemos analizado RNAs de transferencia (tRNAs) entre
diferentes especies de bacterias encontrando que existe un límite en
el número de identidades que los tRNAs pueden evolucionar debido
a una restricción estructural y funcional, lo cual impide la incorporación
de nuevos aminoácidos en el código genético. En conjunto,
nuestros estudios se han enfocado en genes que residen en el genoma
no-codificante y contribuyen a la compresión de su funcionamiento.
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Identifying functional elements in the non-coding genome remains
a challenging task. A comparative genomic approach to this problem
can help us understand how these elements evolved and give us
insights into their functions. In this thesis, we focused mainly on
the evolution of long non-coding RNA genes (lncRNAs) in the human
lineage. These genes are known to have several key regulatory
roles in development and disease making them suitable candidates
for exploration. Duplication of genetic material ...
Identifying functional elements in the non-coding genome remains
a challenging task. A comparative genomic approach to this problem
can help us understand how these elements evolved and give us
insights into their functions. In this thesis, we focused mainly on
the evolution of long non-coding RNA genes (lncRNAs) in the human
lineage. These genes are known to have several key regulatory
roles in development and disease making them suitable candidates
for exploration. Duplication of genetic material plays a key role in
the generation of novelties in genomes. Here, we hypothesized that
the differences between protein-coding regions between humans and
other primates might not be sufficient to explain our unique features.
Therefore, using a comparative genomic approach we evaluated the
contribution of lncRNA exon duplications to the human genome. We
identified 62 human-specific genes that were fixed in the population
and showed signs of active selection, together with tissue-specific patterns
of expression. Our findings suggest that these genes might be
relevant for the evolution of human-specific features and require further
experimental validation. Moreover, we also studied these genes
in a non-model endangered species; the Spoon-billed Sandpiper and
identified 37 lncRNAs that were highly conserved in humans. Finally,
we analyzed transfer RNA genes (tRNAs) between different
species of bacteria and found that there is a limit to the number
of tRNA identities that can evolve due to structural and functional
constraints, restricting the incorporation of new amino acids into the
genetic code. Taken together, our studies focused on genes that reside
in the non-coding genome and contribute to the understanding
of its function.
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Programa de doctorat en Biomedicina