- Lucía Jiménez Gómez, Carlos Amenábar Blázquez y Alba Orea Soufi del grupo de investigación Mecanismos Moleculares de Envejecimiento y Cáncer, liderado por Wolfgang Link, participan en la publicación del libro “FOXO Transcription Factors: Methods and Protocols” sobre los factores de transcripción FOXO
- El libro, segunda versión del exitoso volumen publicado hace cinco años, describe multitud de técnicas sobre aspectos de la biología de FOXO, que servirá de guía a investigadores, tanto de este campo como de otros, experimentados o no
Los factores de transcripción FOXO son miembros de la familia de proteínas Forkhead box (FOX) y han sido reconocidos como reguladores clave de la homeostasis celular, la longevidad y los mecanismos de enfermedades en varios organismos a lo largo de la evolución. El interés de estas proteínas comenzó en la década de 1990 con la identificación del gen Forkhead en Drosophila melanogaster, que posteriormente se vinculó a varios homólogos humanos. El término FOXO se refiere a las proteínas “Forkhead box O”, un subconjunto de la familia FOX más amplia.
Un descubrimiento fundamental en 1993 reveló que las mutaciones en el gen daf-16 en C. elegans, homólogo de los FOXO de mamíferos y parte de la vía de señalización de la insulina/IGF-1, influían en la longevidad. A medida que se descubrieron más proteínas FOX, el sistema de clasificación incluyó FOXO1, FOXO3, FOXO4 y FOXO6 como homólogos en mamíferos de las proteínas FOXO en Drosophila melanogaster (dFOXO) y C. elegans (daf-16). Desde entonces, se han caracterizado funciones diferentes y superpuestas para las cuatro proteínas FOXO. Otro hallazgo esencial ocurrió en 2007 cuando se estableció que los factores de transcripción FOXO funcionaban como proteínas supresoras de tumores en ratones en los que se investigó la eliminación combinada de FOXO1, FOXO3 y FOXO4, y se descubrió su papel en células madre in vivo.
A lo largo de los años hasta la actualidad un considerable número de publicaciones han identificado que los factores de transcripción FOXO están implicados en la regulación de la expresión de genes del metabolismo de la glucosa y los lípidos, en la apoptosis, la autofagia, la inhibición del ciclo celular, la resistencia al estrés, la reparación del ADN, la angiogénesis, la inflamación, la respuesta inmune, la pluripotencia y la diferenciación. Hay estudios que han mostrado que las proteínas FOXO están reguladas por modificaciones postraduccionales como fosforilación, acetilación y ubiquitinación, que afectan a su localización subcelular y a su actividad transcripcional.
La investigación sobre las proteínas FOXO ha empleado una amplia variedad de métodos y tecnologías, incluyendo western blotting, inmunoprecipitación, inmunoprecipitación de cromatina (ChIP), enfoques ómicos como transcriptómica y proteómica, modelos genéticos como estudios de mutación en C. Elegans y Drosophila, modelos de ratones knockout y transgénicos, técnicas de knockout/knockdown génico in vitro y ensayos reporteros de luciferasa, entre otros. Estos enfoques se han utilizado para comprender las amplias redes regulatorias controladas por los factores FOXO.
Hace cinco años, se publicó un volumen, “FOXO Transcription Factors: Methods and Protocols”, muy reconocido de la serie Methods in Molecular Biology sobre factores de transcripción FOXO, que proporcionó protocolos de vanguardia para estudiar la regulación y función de estas proteínas. Sin embargo, en los últimos años se han producido nuevos avances en la investigación de las proteínas FOXO y se han adoptado novedosas tecnologías en este campo. Estos desarrollos han permitido nuevos enfoques en la investigación de FOXO y justifican la publicación de una segunda edición de dicho volumen, editado por Wolfgang Link, en la que participan Lucía Jiménez Gómez, Carlos Amenábar Blázquez y Alba Orea Soufi, miembros del grupo de investigación de Link, en el Instituto de Investigaciones Biomédicas Sols-Morreale (IIBM).
Este nuevo volumen, con 18 capítulos, incluye actualizaciones de capítulos anteriores y varios capítulos nuevos y está dividido en cinco partes:
- Parte I: Técnicas bioquímicas para analizar el estado de fosforilación de las proteínas FOXO, identificar interactores de FOXO, determinar la expresión de genes diana de FOXO y evaluar la actividad transcripcional específica de FOXO.
- Parte II: Técnicas genéticas para identificar dominios funcionales y validar la relevancia de FOXO en diferentes enfermedades.
- Parte III: Técnicas biofísicas y bioinformáticas para estudiar la estructura y dinámica de las proteínas FOXO, las interacciones proteína-proteína e identificar pequeñas moléculas moduladoras.
- Parte IV: Técnicas de fluorescencia e imagen para medir la translocación y la dinámica de retención nuclear de FOXO tras el tratamiento con compuestos, investigar las funciones coincidentes y específicas de las isoformas de las proteínas FOXO y ensayos de pull-down.
- Parte V: Estudios funcionales en organismos modelo, como la planaria Schmidtea mediterranea y el nematodo C. elegans, para caracterizar la regulación de la muerte celular, la longevidad y la salud.
La segunda edición de “FOXO Transcription Factors: Methods and Protocols” es una guía valiosa tanto para investigadores experimentados como para aquellos nuevos en el campo. Los autores esperan que la amplia variedad de técnicas descritas en el libro permita a los investigadores de otros campos explorar aspectos de la biología de FOXO, así como ayudar a quienes buscan familiarizarse con la vanguardia de este emocionante campo.