RNA-binding and prion domains : The Yin and Yang of phase separation

La presente tesis recoge mis estudios de doctorado en el Centre de Regulacio Genomica (CRG) y mi consecuente contribucion personal al ambito de los condensados biologicos, tambien conocidos como organulos celulares sin membrana. En el capitulo 1 presento una introduccion del conocimiento actual sobre condensados biologicos, con especial enfasis en los principios fisico-quimicos de separacion de fases que dan lugar al proceso de condensacion. En el capitulo 2 listo los objetivos de la investigacion y en el 3 resumo los metodos empleados para llevarlos a cabo. Mis principales contribuciones al ambito cientifico se recogen en el capitulo 4, donde explico los resultados de los experimentos que yo misma he disenado. En el capitulo 5 discuto el significado de dichos resultados; a continuacion, enumero las principales conclusiones que de ellos se derivan en el capitulo 6. El capitulo 7 recoge informacion complementaria derivada de los experimentos realizados. Finalmente, en el capitulo 8 recojo otras importantes contribuciones al ambito cientifico, en forma de publicaciones de mi co-autoria, que he desarrollado en paralelo a mi proyecto principal de doctorado y que son resultado de colaboraciones con investigadores del mismo ambito cientifico. El proyecto principal que he desarrollado se basa en el estudio de las proteinas implicadas en el proceso de separacion de fases que da lugar a la formacion de condensados biologicos en las celulas; asi como sus implicaciones en la red de interacciones moleculares y sus consecuencias en el correcto funcionamiento celular. Como primer enfoque para estudiar estas cuestiones, he investigado la predisposicion que tienen las proteinas de separarse del medio intracelular en una fase mas condensada a traves de herramientas computacionales y predicciones. De este estudio se deriva tambien la eleccion de la proteina modelo (Pub1) con la que desarrollo mi estudio a traves de tecnicas experimentales. En este segundo enfoque, manipulo geneticamente la secuencia que da lugar a la proteina de levadura Pub1 con tal de eliminar varias regiones que sospecho relacionadas con el proceso de separacion de fases; en concreto, la region de union a ARN y el dominio prionico. De este modo puedo estudiar la contribucion de estas regiones al proceso de condensacion, que monitorizo con el uso de microscopios. Ademas, analizo la capacidad de interaccion especifica de cada region de la proteina, presumiblemente clave para la condensacion, asi como implicaciones en el correcto funcionamiento celular que de todo ello se deriven. De este estudio concluyo que un solo dominio prionico en una proteina tiene una alta propension y capacidad de liderar el proceso de formacion de condensados biologicos. En cambio, la presencia de varios dominios de union a ARN en una proteina es importante en las dinamicas y propiedades del condensado biologico. Para la realizacion de esta tesis ha sido indispensable el exhaustivo estudio de articulos cientificos de biologia molecular, particularmente del ambito de condensados biologicos.