Biología (plan 1997) 2016-1

Quinto Semestre, Taller Nivel 1

PROYECTO DE TALLER PARA LA FACULTAD DE CIENCIAS, UNAM.

“La epigenética: interacciones gen-ambiente en el desarrollo de enfermedades”.

Responsable del proyecto:

Dr. Ernesto Soto Reyes Solís

email: ctcf@ciencias.unam.mx

Participación en el taller: El Dr. Soto Reyes será el coordinador del Taller, como también estará involucrado en la impartición de cursos y discusión de proyectos.

Profesores Asociados:

1.- Dr. Rodrigo González Barrios de la Parra

email: rodrigoGB@ciencias.unam.mx

Participación en el taller: El Dr. González Barrios estará a cargo del desarrollo logístico del Taller colaborando con el Dr. Soto Reyes en la coordinación y planeación del proyecto. A su vez, impartirá cursos yparticipará en la discusión de proyectos.

2.- Dra. Yessenia Sánchez Pérez

email: s_yesennia@yahoo.com.mx

Participación en el taller: La Dra. Sánchez-Pérez impartirá cursos enfocados en ambiente y su relación con los procesos epigenéticos. Ella estará a cargo de los alumnos que decidan enfocarse en toxicología ambiental.

3.- QFB. Lissania Ximena Guerra Calderas

email: lissxgc.89@gmail.com

Participación en el taller: La QFB Guerra-Calderas participará en la coordinación y logística del taller siendo el enlace entre alumnos y doctores.

Otros profesores asociados:

Con el fin de enriquecer el área de investigación se invitarán a jefes de grupo que participarán tanto en conferencias y discusiones. Los participantes a su vez, podrán dar cabida en sus grupos de investigación a alumnos provenientes del taller. Dentro de éstos se encuentran a:

Dra. Ana Brígida Clorinda Arias Álvarez, Instituto de Investigaciones Biomédicas, UNAM.

Dr. Iván Velasco Velázquez, Instituto de Fisiología celular UNAM

Dra. Sara Frías Vázquez, Instituto Nacional de Pediatría, IIB-UNAM

HORARIOS:

Jueves de 4 a 6 pm en el INCan.

Antecedentes y perspectivas:

La epigenética es un campo de la ciencia en rápida expansión, donde existe un incremento en su aplicación en estudios ambientales y epidemiológicos, enfocados en alteraciones en la estructura de la cromatina que influencian la expresión génica de manera estable y hereditaria. Las alteraciones epigenéticas poseen un efecto tan profundo como las mutaciones en el genoma, sin embargo, a diferencia de las mutaciones, las alteraciones epigenéticas pueden ser reversibles e independientes de ciclo celular y a su vez responden de manera directa a influencias ambientales. Nuestro taller se enfocará en los mecanismos epigenéticos y en los métodos moleculares de laboratorio para el estudios de la metilación del DNA, modificaciones postraduccionales de histonas, desmetilación de DNA e histonas RNA no codificantes y epigenómica. Se presentaran estudios experimentales básicos y epidemiológicos aplicados de epigenética y cáncer y ambiente. El taller permitirá al alumno entender y aplicar métodos epigenéticos en múltiples áreas, incluyendo enfermedades, envejecimiento y desarrollo embrionario y diferenciación celular.

Objetivo General del Taller:

El objetivo principal del taller es formar alumnos en el área de la epigenética y el ambiente desde una perspectiva molecular, integrándolos a grupos de investigación en el área de epigenética, cáncer e influencia del ambiente. En este taller los alumnos adquirirán conocimientos teóricos y metodológicos del estudio de la epigenética en humanos.

Objetivos Particulares y plan de trabajo del Taller:

El alumno adquirirá conocimientos teóricos en el área de la epigenética y ambiente.

El alumno aplicará sus conocimientos teóricos en una pregunta de investigación la cual desarrollará en un laboratorio de investigación.

Uno de los objetivos particulares del taller será que el alumno integre los conocimientos teóricos y prácticos para el desarrollo de su tesis.

Plan de trabajo general

El proyecto de taller estará estructurado en 4 niveles principales. Los dos primeros será teóricos, donde el alumno adquirirá los conocimientos básicos que le servirán para conocer el área de estudio en cuestión y así poder proponer una pregunta de investigación (Proyecto de tesis).

Los niveles 3 y 4 están enfocados en que los alumnos desarrollen su proyecto de investigación de manera práctica. Esto a su vez, estará sustentado por discusiones interdisciplinarias con el fin de acotar los objetivos, resultados y discusión del la propuesta de tesis.

Plan de trabajo nivel 1

En el primer nivel los alumnos adquirirán los conocimientos teóricos del área de epigenética y ambiente, su regulación y sus aplicaciones en la investigación original.La adquisición del conocimiento se dará por medio de clases donde realizará la discusión de artículos originales del área así como seminarios que profundicen en aspectos de análisis metodología del estudio de la epigenética y el ambiente y su aplicación en el planteamiento de preguntas novedosas de investigación.

Plan de trabajo nivel 2

En el segundo nivel los alumnos se dividirán en los diferentes grupos de investigación participantes donde se les asignará un responsable para que con el, se planté la pregunta de investigación a desarrollar, de la cual surgirá la tesis para la obtención de grado. A su vez, en éste nivel se impartirán cursos y discusiones orientas a los temas de investigación asignados.Al final de éste nivel el alumno presentará su anteproyecto de tesis a desarrollar.

Plan de trabajo nivel 3

En el tercer nivel los alumnos presentarán avances experimentales de sus proyectos asignados, los cuales serán discutidos en grupo para su escrutinio. Estos trabajos se fortalecerán mediante la discusión de artículos de investigación originales ad hoc. Durante éste nivel se invitarán a profesores e investigadores para la impartición de seminario de temas específicos asociados en el área de la epigenética, ambiente, cáncer y enfermedad, con lo cual se busca que el alumno adquiera conocimiento a partir de la experiencia de investigadores especializados en distintos campos.

Plan de trabajo nivel 4

En el cuarto nivel los alumnos presentarán conclusiones experimentales mediante seminarios interdisciplinarios y avances del escrito de tesis, con lo cual se busca que el alumno termine su proyecto en tiempo y forma para la obtención del grado.

Requisitos para ingresar al taller.

Perfil deseable:

Buscamos alumnos con un perfil en Biología Molecular, que estén interesados en regulación génica y su relación con el ambiente y enfermedades.

·Haber cursado las materias obligatorias Biología molecular de la célula I, II y III y Química orgánica.

·Disponibilidad de tiempo para realizar actividades de investigación en el laboratorio.

·Disponibilidad de Horarios.

·Presentar historial académico actualizado.

·Tener un promedio 8 en adelante.

• ·Acreditar en el primer nivel la optativa “Epigenética” de Facultad de Ciencias, UNAM.

·Entregar un carta de motivo escrita en "INGLES", en la cual se incluyan los siguientes puntos (1 cuartilla):

o¿Por qué les interesa el taller?

o¿Qué expectativas tienen del taller?

o*En base a la selección se realizará una entrevista.

Criterios de Evaluación:

Comprenderá la asistencia a los cursos, seminarios y discusiones de resultados, con un mínimo de inasistenicas del 10% permitido.

Se realizarán examenes teóricos durante el nivel 1 y 2 donde se evaluará el conocimiento teórico adquirido.

En los niveles 3 y 4 la evaluación se realizará mediante la presentación de los proyectos y sus resultados así como su participación en la discusión de los proyectos de sus compañeros. A su vez, se evaluará la presentación y discusión de artículos originales del área de epigenética y ambiente.

Capacidades, horarios y sede:

Número de estudiantes que pueden incorporar anualmente: 5

El taller podrá aceptar 5 estudiantes en un inicio.

Se aceptarán estudiantes que no hayan iniciado el programa de nosotros previa entrevista.

Horario: Martes y Jueves de 14:00 a 17:00 horas.

Sede: Instituto Nacional de Cancerología.

Número de Sesiones semanales: Dos sesiones semanales durante los niveles I y II. Una sesión semanal en grupo en los niveles III y IV. Una sesión semanal por subgrupo en los niveles II a IV.

Listado de las posibles áreas y temas de elaboración de tesis profesional en el taller.

·Estudio de las desmetilasas de histonas y su papel en el desarrollo del cáncer.

·Estudio de las desmetilasas de DNA (TET 2/3) y su asociación con la hipometilación del DNA en cáncer.

·Papel de BORIS y CTCF en la generación de inestabilidad cromosómica.

·Regulación epigenética asociada por la proteína arquitectónica CTCF en un modelo de cáncer de ovario y mama.

·Estudio de la chaperona depositadora de histonas HIRA y su relación con la inducción y progresión del cáncer.

·Estructuración de la heterocromatina constitutiva y su asociación con la inestabilidad cromosómica.

·Biomarcadores genéticos y epigenéticos pronósticos del carcinoma epitelial de ovario.

·Papel de las partículas PM₁₀ de la ciudad de México en la desregulación de genes supresores de tumores.

·Análisis de la metilación del DNA, sus implicaciones moleculares en la generación de cáncer bucal.

·Influencias metabólicas en la regulación epigenética.

·Neuroepigenética y enfermedades asociadas.

Bibliografía básica:

INTRODUCCIÓN A LA EPIGENÉTICA

Esteller M. 2011. Epigenetic changes in cancer. F1000 Biol Rep. 2011;3:9. doi: 10.3410/B3-9. Epub 2011 May 3.

METILACIÓN DEL DNA

Robertson KD. 2005. DNA methylation and human disease. Nat Rev Genet. Aug;6(8):597-610.

METILACIÓN Y SPLICING ALTERNATIVO

Lev Maor G, Yearim A, Ast G. 2015. The alternative role of DNA methylation in splicing regulation. Trends Genet. 2015 May;31(5):274-280. doi: 10.1016/j.tig.2015.03.002. Epub Mar 30. PMID: 25837375

PROTEÍNAS DE UNIÓN A DNA METILADO.

Du Q, Luu PL, Stirzaker C, Clark SJ. 2015. Methyl-CpG-binding domain proteins: readers of the epigenome. Epigenomics. 2015 Apr 30:1-23. [Epub ahead of print].

DESMETILACIÓN DEL DNA (proteínas TET 1/2 y 3).

Wu H, Zhang Y. 2014. Reversing DNA methylation: mechanisms, genomics, and biological functions. Cell. Jan 16;156(1-2):45-68. doi: 10.1016/j.cell.2013.12.019.

METILACIÓN Y CÁNCER Y SÍNDROMES (RETT).

Baylin SB. 2005. DNA methylation and gene silencing in cancer. Nat Clin Pract Oncol. 2005 Dec;2 Suppl 1:S4-11. Review.

INSULATORS (CTCF).

Ong CT, Corces VG. 2014. CTCF: an architectural protein bridging genome topology and function. Nat Rev Genet. 2014 Apr;15(4):234-46. doi: 10.1038/nrg3663. Epub 2014 Mar 11.

GENERALIDADES DE HISTONAS

Bannister AJ, Kouzarides T. 2011. Regulation of chromatin by histone modifications. Cell Res. 2011 Mar;21(3):381-95. doi: 10.1038/cr.2011.22. Epub 2011 Feb 15.

ESTRUCTURA DE LA CROMATINA

Felsenfeld G, Groudine M. 2003. Controlling the double helix. Nature. Jan 23;421(6921):448-53. Review.

VARIANTES DE HISTONAS

Weber CM, Henikoff S. 2014. Histone variants: dynamic punctuation in transcription. Genes Dev. Apr 1;28(7):672-82. doi: 10.1101/gad.238873.114.

MODIFICACIONES DE HISTONAS H3K9me, H3K27me y H3K4me

Lund AH, van Lohuizen M. 2004.Epigenetics and cancer. Genes Dev. 2004 Oct 1;18(19):2315-35.

RNAS NO CODIFICANTES

Rinn JL, Chang HY. 2012. Genome regulation by long noncoding RNAs. Annu Rev Biochem. 2012;81:145-66. doi: 10.1146/annurev-biochem-051410-092902.

ELEMENTOS REGULATORIOS (PROMOTORES Y ENHANCERS)

Maston GA, Evans SK, Green MR. 2006. Transcriptional regulatory elements in the human genome. Annu Rev Genomics Hum Genet. 2006;7:29-59.

TERRITORIOS CROMOSÓMICOS

Cremer T, Cremer M. 2010. Chromosome territories. Cold Spring Harb Perspect Biol. 2010 Mar;2(3):a003889. doi: 10.1101/cshperspect.a003889. Review.

LIBROS DE TEXTO SUGERIDOS

1.Francis Richard C. 2012. Epigenetics: How environment shapes our genes. ISBN-13: 978-0393342284. W. W. Norton & Company New York, London.

2.Abematsu Masahiko, Anderson, David W. Andronikos, Roberta H. Arita Adriana, Avramova Zoya, 2010. Handbook of Epigenetics. The New Molecular and Medical Genetics..Trygve Tollefsbol. ISBN: 978-0-12-375709-8. USA Elsevier.

3.David Allis, Marie-Laure Caparros, Thomas Jenuwein, Danny Reinberg, Monika Lachlan. 2015. Epigeneticvs secod edition. Cold Spring Harbor Laboratory Press. New York, USA.