Modeling splicing-related autosomal dominant retinitis pigmentosa in Caenorhabditis elegans

Rubio Peña, Karinna Denise

Modeling splicing-related autosomal dominant retinitis pigmentosa in Caenorhabditis elegans

Document Type

Doctoral thesis
Published Version

Author

Rubio Peña, Karinna Denise

Director

Cerón Madrigal, Julián

Publication Date

2017-07-20

Pages

184 p.

Citation

Rubio Peña, K. Modeling splicing-related autosomal dominant retinitis pigmentosa in Caenorhabditis elegans. Universitat Pompeu Fabra; 2017. handle: http://hdl.handle.net/10803/587146

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Doctoral program

Programa de doctorat en Biomedicina

Abstract

Mutations in some ubiquitously expressed splicing factors genes have been linked to the autosomal dominant form of a rare genetic disease called Retinitis Pigmentosa (adRP). RP is characterized by a progressive visual degeneration produced by the apoptosis of photoreceptors. Taking advantage of RNA mediated-interference (RNAi) and RNA-sequencing we started to build a C. elegans model where to study the disease. We found two important similarities between s-adRP and the RNAi phenotypes observed in C. elegans: (i) there is a cell-type-specific apoptosis and (ii) it seems to be associated with transcriptionally active tissues. We have stated a working model to investigate the mechanisms that triggers apoptosis in these s-adRP retinal cells. This model involves inefficient splicing, reduced transcriptional efficiency, and presence of R-loops as source of replicative stress and genomic instability. Additionally, we are using CRISPR/Cas9 to introduce specific s-adRP mutations in the C. elegans genome to constitute a platform where to screen for genetic or drug modifiers of the disease.
Mutaciones en genes que codifican factores de splicing expresados de forma ubicua, han sido asociados a la forma autosómica dominante de una enfermedad genética rara llamada Retinitis Pigmentosa (adRP). La RP se caracteriza por una degeneración visual progresiva causada por la apoptosis de fotoreceptores. Utilizando técnicas de ARN de interferencia (RNAi) y secuenciación de ARN empezamos a construir un modelo de la enfermedad en C. elegans. Encontramos dos similitudes importantes entre la adRP asociada a splicing (s-adRP) y los fenotipos de RNAi en C. elegans: (i) hay una apoptosis específica de un tipo celular, y (ii) parece estar asociada a tejidos de alta actividad transcripcional. Establecimos un modelo para estudiar el mecanismo que desencadena la apoptosis en estas células de la retina afectaras por s-adRP. Este modelo incluye un splicing ineficiente, reducción en la eficiencia de la transcripción, y presencia de R-loops como fuente de estrés replicativo e inestabilidad genómica. Adicionalmente, estamos utilizando CRISPR/Cas9 para introducir mutaciones especificas de s-adRP en el genoma de C. elegans para constituir una plataforma donde identificar modificadores genéticos o farmacéuticos de la enfermedad.

Keywords

Caenorhabditis elegans, Retinitis pigmentosa, RNA-seq, CRISPR, R-loops, Factores de splicing, Estrés replicativo, Inestabilidad genómica, Apoptosis, Retención de intrones