Browsing by Author "Larraín Correa, Juan Agustín"

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    A role for Lin-28 in growth and metamorphosis in Drosophila melanogaster
    (2018) Gonzalez-Itier, Sergio; Contreras, Esteban G.; Larraín Correa, Juan Agustín; Glavic, Alvaro; Faunes Quinteros, Fernando Emerson
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    Análisis de los cambios tempranos del transcriptoma en respuesta al daño en la médula espinal de Xenopus laevis.
    (2019) Peñailillo Lazo, Johany Freddy; Larraín Correa, Juan Agustín; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Ciencias Biológicas
    A diferencia de los mamíferos, otros animales como las larvas de anfibios anuros (donde se incluye a Xenopus) pueden lograr una recuperación funcional completa después de una lesión en la médula espinal. En nuestro laboratorio, se ha establecido a la rana Xenopus laevis (X. laevis) como un organismo modelo para estudiar la regeneración de la médula espinal. Una de las principales ventajas de X. laevis es que las larvas en etapas 50-54 (estadios-R) pueden recuperarse anatómica, histológica y funcionalmente después de una lesión en la médula espinal (LME). Esas habilidades se pierden por completo en las ranas juveniles (estadio-NR). La zona ependimaria del canal central de la médula espinal de las larvas en estadios-R presenta un alto porcentaje de células progenitoras neuronales (NPC) Sox2+. Estas se activan rápidamente en respuesta a una lesión y son necesarias para lograr la regeneración completa de la médula espinal. Nuestro interés es identificar las redes genéticas y las vías de señalización involucradas en la activación temprana de NPC. Para identificar los mecanismos y las vías de señalización involucradas en la activación de células Sox2+, hemos realizado un análisis de los cambios del transcriptoma durante las primeras 21 horas posteriores a la transección (hpt) en animales en estadios-R. Con este objetivo, el tejido del sitio de la lesión se aisló cada 1 hora luego de la lesión en animales transectados, así como también en animales control, con daño simulado (sham) y sin daño. Como resultado de este muestreo y posterior secuenciación de ARNm conseguimos más de 100 librerías de RNA-seq, con las cuales se realizó un exhaustivo análisis bioinformático. Los genes expresados diferencialmente (GEDs) se identificaron mediante Procesos Gaussianos. Posteriormente, la estructura modular de los GEDs se infirió utilizando un Análisis de redes de Co-expresión Génica Ponderada (WGCNA). Estos módulos de co-expresión fueron analizados buscando procesos biológicos y vías de señalización KEGG enriquecidas. Además, analizamos los motivos de unión al ADN de factor de transcripción enriquecidos en el promotor proximal de genes coexpresados y las interacciones proteína-proteína entre los GEDs. Identificamos 1850 GEDs que se agruparon en 11 módulos de coexpresión (3 regulados negativamente, 2 regulados positivamente con una activación inmediata, 3 regulados positivamente con una activación intermedia y 3 regulados positivamente con una activación tardía). El análisis de ontología génica reportó: (1) un enriquecimiento de los reguladores negativos de la señalización mTOR en los primeros módulos regulados negativamente, (2) un aumento en factores de transcripción en los módulos de activación inmediata, (3) un aumento en los componentes de la biogénesis del ribosoma en módulos de activación intermedia y (4) un aumento en genes asociados a división de células progenitoras y de ciclo celular en módulos de activación tardía. En base a nuestros análisis bioinformáticos decidimos estudiar el rol de la vía mTOR durante las primeras horas luego de la transección. Análisis por Western Blot e Inmunofluorescencia contra p-S6, la forma activa de un componente intracelular de la vía mTOR, mostraron una activación rápida a las 3 hpt y principalmente en las células de la zona ependimaria del canal central cercanas al sitio de la lesión y los cuerpos neuronales a lo largo del sistema nervioso. La inhibición de esta vía de señalización utilizando rapamicina bloquea la proliferación de células Sox2+ y la recuperación funcional después de la LME. Estos resultados sugieren un papel clave para la vía mTOR en la rápida activación de las células Sox2+ para una adecuada recuperación después de la LME en renacuajos. De esta manera, podemos concluir que identificamos cambios tempranos en el transcriptoma de la médula espinal en respuesta al daño a la médula espinal, los cuales pueden ser asociados a varios procesos biológicos y vías de señalización que se despliegan en ondas transcripcionales secuenciales después de la LME. Finalmente, análisis bioinformáticos y pruebas funcionales de la vía mTOR sugieren que esta vía de señalización sería clave durante las primeras horas de la regeneración de la médula espinal.
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    Antisense Inhibition of Decorin Expression in Myoblasts Decreases Cell Responsiveness to Transforming Growth Factor B and Accelerates Skeletal Muscle Defferentiation
    (Elsevier Inc, 2001) Riquelme Illanes, Cecilia Angélica; Larraín Correa, Juan Agustín; Schönherr, Elke; Henríquez, Juan Pablo; Kresse, Hans; Brandan, Enrique
    Decorin is a member of the family of the small leucine-rich proteoglycans. In addition to its function as an extracellular matrix organizer, it has the ability to activate the epidermal growth factor receptor, and it forms complexes with various isoforms of transforming growth factor beta (TGF-beta), Decorin is expressed during skeletal muscle differentiation and is up-regulated in dystrophic muscle. In this study we investigated the role of decorin in TGF-beta -dependent inhibition of myogenesis, To probe the function of decorin during myogenesis, C2C12 myoblasts were stably transfected with a plasmid expressing antisense decorin mRNA. The re; suiting inhibition of decorin expression led to the expression of myogenin, a master transcription factor for muscle differentiation, under growth conditions and accelerated skeletal muscle differentiation as determined by the expression of creatine kinase, In contrast myogenin expression was inhibited by adenovirally induced decorin expression or by adding exogenous decorin, Reduced synthesis of decorin resulted in a 7-fold decreased sensitivity to TGF-beta -mediated inhibition of myogenin expression. In contrast, adenovirally induced decorin expression in wild type cells resulted in a 5-fold increased sensitivity to TGF-beta -mediated inhibition of myogenin expression. Transfection studies with the TGF-beta -dependent promoter of the plasminogen activator inhibitor-1 coupled with luciferase revealed that the transducing receptors for TGF-beta1 and TGF-beta2 were involved in the different responses of wild type and anti-sense decorin myoblasts, These results demonstrate that a reduction of decorin expression or of decorin availability results in a decreased responsiveness to TGF-beta. These findings strongly suggest a new role for decorin during skeletal muscle terminal differentiation by activating TGF-beta -dependent signaling pathways.
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    Aumento de proliferación y neurogénesis en la médula espinal de Xenopus laevis en respuesta a la sobre expresión de Lin28
    (2022) Herrera Rojas, Mauricio Alejandro; Larraín Correa, Juan Agustín; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Ciencias Biológicas
    En humanos un daño a la médula espinal se considera irreversible, sin embargo, existen animales con alta capacidad regenerativa tales como el pez cebra, el ajolote y la rana Xenopus laevis los cuales son capaces de regenerar la médula espinal después de un daño, recuperando las conexiones y movilidad perdida producto de la lesión. Para el estudio de la regeneración de la médula espinal, Xenopus laevis presenta ventajas que lo hacen un modelo único de estudio. En etapas pre-metamórficas es un animal con la capacidad de regenerar la médula, mientras que durante y después de la metamorfosis, este animal pierde esas capacidades, por lo que se transforma en un animal no regenerativo. Estudios de nuestro laboratorio utilizando a Xenopus laevissugieren que, para que ocurra regeneración de la médula espinal en estadios regenerativos, es necesario la activación de progenitores neurales identificados como células Sox2+. Al analizar los niveles de expresión de Sox2, se ha visto que estos disminuyen a medida que la rana avanza el desarrollo (metamorfosis). Por lo tanto, se determinó que la disminución de Sox2, podría ser una causa del porqué la rana pierde las capacidades regenerativas en estadios pre-metamórficos. La pregunta que surge en cuestión es ¿existe algún factor que pueda regular a los progenitores neurales Sox2+ y promover la neurogénesis para la regeneración de la médula espinal? Cimadamore en el 2013 demostró que la sobre expresión exógena de la proteína de unión a RNA Lin28 era suficiente para rescatar a los progenitores neuronales de un defecto proliferativo en los estadios más tempranos de la neurogénesis, asociados a la pérdida de Sox2. En el mismo año, el grupo de Shyh-Chang demostró que se mejoraba la regeneración acelerando el recrecimiento de cartílagos, huesos y tejido mesenquimal después de la amputación de los dígitos distales o la perforación de las orejas en los animales. Por último, una expresión constitutiva de Lin28 en células P19, causó un bloqueo completo de glicogénesis acompañado de un incremento en la neurogénesis. Estos antecedentes nos hacen pensar Lin28 podría ser un factor preponderante para inducir la regeneración en la médula espinal mediante la regulación de los progenitores neurales Sox2+. En base a esto, nosotros presentamos la siguiente hipótesis: La sobre expresión de Lin28 produce un aumento de proliferación celular y de la neurogénesis en la médula espinal de Xenopus laevis. Nuestros resultados muestran que hay un aumento significativo de la proliferación de progenitores Sox2 en la médula espinal de la rana producto del daño y que a través de los métodos clásicos de estudio de la neurogénesis con la utilización de un marcador de neurona madura NeuN, se observó que existe neurogénesis en respuesta al daño en estadios regenerativos de Xenopus laevis, por lo tanto, la neurogénesis podría ser un posible mecanismo por el cual la rana puede regenerar la médula espinal después de una daño. Además, los ensayos de sobre expresión de Lin28a en estadios regenerativos demostraron que esta proteína de unión a RNA, regularía la proliferación celular aumentando la actividad de las células progenitoras e induciría la diferenciación celular hacia un fenotipo neuronal generando un aumento en la neurogénesis en la médula espinal en ausencia de daño. Por lo tanto, nosotros creemos Lin28a sería un buen candidato de estudio para la regeneración de la médula espinal de Xenopus laevis a través del aumento de la neurogénesis.
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    Biglycan Is a New Extracellular Component of the Chordin-Bmp4 Signaling Pathway
    (2005) Moreno, M.; Brandan, Enrique; Larraín Correa, Juan Agustín
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    Cellular composition and organization of the spinal cord central canal during metamorphosis of the frog Xenopus laevis
    (2018) Edwards-Faret, Gabriela; Cebrian-Silla, Arantxa; Mendez-Olivos, Emilio E.; Gonzalez-Pinto, Karina; Manuel Garcia-Verdugo, Jose; Larraín Correa, Juan Agustín
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    Cellular response to spinal cord injury in regenerative and non-regenerative stages in Xenopus laevis
    (2021) Edwards Faret, Gabriela Andrea; González Pinto, Karina; Cebrián Silla, Arantxa; Peñailillo Lazo, Johany Freddy; García Verdugo, José Manuel; Larraín Correa, Juan Agustín
    Abstract Background The efficient regenerative abilities at larvae stages followed by a non-regenerative response after metamorphosis in froglets makes Xenopus an ideal model organism to understand the cellular responses leading to spinal cord regeneration. Methods We compared the cellular response to spinal cord injury between the regenerative and non-regenerative stages of Xenopus laevis. For this analysis, we used electron microscopy, immunofluorescence and histological staining of the extracellular matrix. We generated two transgenic lines: i) the reporter line with the zebrafish GFAP regulatory regions driving the expression of EGFP, and ii) a cell specific inducible ablation line with the same GFAP regulatory regions. In addition, we used FACS to isolate EGFP+ cells for RNAseq analysis. Results In regenerative stage animals, spinal cord regeneration triggers a rapid sealing of the injured stumps, followed by proliferation of cells lining the central canal, and formation of rosette-like structures in the ablation gap. In addition, the central canal is filled by cells with similar morphology to the cells lining the central canal, neurons, axons, and even synaptic structures. Regeneration is almost completed after 20 days post injury. In non-regenerative stage animals, mostly damaged tissue was observed, without clear closure of the stumps. The ablation gap was filled with fibroblast-like cells, and deposition of extracellular matrix components. No reconstruction of the spinal cord was observed even after 40 days post injury. Cellular markers analysis confirmed these histological differences, a transient increase of vimentin, fibronectin and collagen was detected in regenerative stages, contrary to a sustained accumulation of most of these markers, including chondroitin sulfate proteoglycans in the NR-stage. The zebrafish GFAP transgenic line was validated, and we have demonstrated that is a very reliable and new tool to study the role of neural stem progenitor cells (NSPCs). RNASeq of GFAP::EGFP cells has allowed us to clearly demonstrate that indeed these cells are NSPCs. On the contrary, the GFAP::EGFP transgene is mainly expressed in astrocytes in non-regenerative stages. During regenerative stages, spinal cord injury activates proliferation of NSPCs, and we found that are mainly differentiated into neurons and glial cells. Specific ablation of these cells abolished proper regeneration, confirming that NSPCs cells are necessary for functional regeneration of the spinal cord. Conclusions The cellular response to spinal cord injury in regenerative and non-regenerative stages is profoundly different between both stages. A key hallmark of the regenerative response is the activation of NSPCs, which massively proliferate, and are differentiated into neurons to reconstruct the spinal cord. Also very notably, no glial scar formation is observed in regenerative stages, but a transient, glial scar-like structure is formed in non-regenerative stage animals.
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    Characterization of small RNAs in Xenopus tropicalis gastrulae
    (2012) Faunes Quinteros, Fernando Emerson; Melo Ledermann, Francisco Javier; Larraín Correa, Juan Agustín
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    Characterization of spinal cord damage based on automatic video analysis of froglet swimming
    (2019) De Vidts, S.; Mendez-Olivos, E.; Palacios, M.; Larraín Correa, Juan Agustín; Mery Quiroz, Domingo
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    Conservation in the involvement of heterochronic genes and hormones during developmental transitions
    (2016) Faunes Quinteros, Fernando Emerson; Larraín Correa, Juan Agustín
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    Cornifelin expression during Xenopus laevis metamorphosis and in response to spinal cord injury
    (2022) Torruella González, Sol; Larraín Correa, Juan Agustín; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Medicina
    Xenopus laevis tiene la capacidad de regenerar luego de un daño en sus estadios larvales (NF50), pero al término de la metamorfosis pierde esta capacidad (NF-66). En una secuenciación de ARN de alto rendimiento, se analizaron los transcritos de animales NF-50 y NF-66, 21 horas, 2 y 6 días luego del daño a la médula espinal por transección. Cornifelina fue uno de los transcritos más altamente expresados dos días después del daño en NF-66, lo que sugiere un rol luego del daño a la médula espinal. La expresión de cornifelina ha sido detectada previamente principalmente en epitelios escamosos estratificados como piel y mucosas, pero su expresión en estructuras del sistema nervioso central no ha sido descrita. Aquí, usando técnicas histológicas, moleculares y bioquímicas, reportamos la expresión de cornifelina en la médula espinal, en la retina y en la córnea de Xenopus laevis durante la metamorfosis; evaluamos la reacción meníngea luego del daño por transección de la médula espinal y caracterizamos una línea transgénica para cornifelina. La expresión de cornifelina fue detectada en la sustancia gris y meninges de la médula espinal de animales NF-50 y NF-66. La expresión en la sustancia gris disminuyó a lo largo de la metamorfosis. En retina, cornifelina fue detectada en la capa de células ganglionares, en las capas nucleares internas y externas y en el segmento externo en NF-50 y NF-66. Luego del daño a la médula espinal, la expresión de cornifelina fue regulada a la alta en animales NF-66. Además, encontramos que la expresión en meninges fue distinta luego del daño en NF-50 y NF66. En NF-50, células positivas para cornifelina fueron encontradas cerrando el sitio de daño un día luego de la transección. En los siguientes días, fue encontrada delineando el tejido nervioso en reconexión. Por otro lado, en NF-66, células positivas para cornifelina fueron encontradas en las meninges y en la porción ventral de la médula a los seis días luego del daño y en el sitio de daño a los diez días. Estos resultados sugieren que cornifelina participaría en la reacción meníngea luego del daño por transección a la médula espinal.
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    Desarrollo de la fijación simbiótica de nitrógeno en una cronosecuencia primaria en la Isla Santa Inés, Región de Magallanes, Chile
    (2013) Troncoso Aguilera, Paulina Andrea; Pérez Barrientos, Cecilia Antonieta; Larraín Correa, Juan Agustín; Ardiles, Victor
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    Función de sindecán-4 y fibronectina en la regulación de la vía WNT/β- catenina.
    (2013) Astudillo Besnier, Pablo Andrés; Larraín Correa, Juan Agustín; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Ciencias Biológicas
    La señalización Wnt posee múltiples funciones biológicas, tanto durante el desarrollo embrionario como en la homeostasis adulta. Esta vía de señalización se compone de dos ramas, una denominada "vía Wnt/β-catenina" (o vía "canónica") y una segunda rama, denominada vía Wnt no canónica, la cual ejerce un efecto inhibitorio sobre la vía Wnt/β- catenina. La vía Wnt/β-catenina es activada por ligandos secretados Wnt, que forman complejos con receptores de la familia Frizzled y los co-receptores LRP5/6, evento que induce la estabilización de la proteína β-catenina, en un mecanismo que involucra la movilización y regulación de la actividad de componentes intracelulares. Defectos en la regulación de la vía Wnt/β-catenina están asociados al establecimiento de numerosas patologías, incluyendo algunos tipos de cáncer, por lo que es importante comprender los mecanismos que permiten su regulación. La vía Wnt/β-catenina se encuentra regulada por proteínas extracelulares e intracelulares. Los reguladores extracelulares incluyen a la familia de ligandos secretados RSpondin, los que potencian la activación de la vía a nivel de los receptores Frizzled/LRP6, especialmente en células troncales que expresan los receptores LGR4/5/6. Entre las proteínas que regulan la vía Wnt se encuentran también algunos proteoglicanes de Heparán Sulfato (HSPG). Los HSPG son proteínas que presentan cadenas de glicosaminoglicanos (GAGs) en su dominio extracelular, y que cumplen múltiples funciones biológicas. Sindecán-4, un HSPG de transmembrana, posee un dominio extracelular modificado con cadenas de GAGs que le permiten unir a diversas proteínas secretadas, incluyendo ligandos Wnt y a Fibronectina (proteína componente de la matriz extracelular), y un dominio citoplasmático que le otorga características específicas en la regulación de la migración celular y del citoesqueleto...
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    Genome-wide expression profile of the response to spinal cord injury in Xenopus laevis reveals extensive differences between regenerative and non-regenerative stages
    (2014) Lee-Liu, Dasfne.; Moreno Concha, Mauricio; Almonacid Cárdenas, Leonardo Iván; Tapia Olivares, Víctor Sebastián.; Valle Muñoz Videla, Rosana del.; Von Marées, Javier.; Gaete Carrasco, Marcia; Melo Ledermann, Francisco Javier; Larraín Correa, Juan Agustín
    Abstract Background Xenopus laevis has regenerative and non-regenerative stages. As a tadpole, it is fully capable of functional recovery after a spinal cord injury, while its juvenile form (froglet) loses this capability during metamorphosis. We envision that comparative studies between regenerative and non-regenerative stages in Xenopus could aid in understanding why spinal cord regeneration fails in human beings. Results To identify the mechanisms that allow the tadpole to regenerate and inhibit regeneration in the froglet, we obtained a transcriptome-wide profile of the response to spinal cord injury in Xenopus regenerative and non-regenerative stages. We found extensive transcriptome changes in regenerative tadpoles at 1 day after injury, while this was only observed by 6 days after injury in non-regenerative froglets. In addition, when comparing both stages, we found that they deployed a very different repertoire of transcripts, with more than 80% of them regulated in only one stage, including previously unannotated transcripts. This was supported by gene ontology enrichment analysis and validated by RT-qPCR, which showed that transcripts involved in metabolism, response to stress, cell cycle, development, immune response and inflammation, neurogenesis, and axonal regeneration were regulated differentially between regenerative and non-regenerative stages. Conclusions We identified differences in the timing of the transcriptional response and in the inventory of regulated transcripts and biological processes activated in response to spinal cord injury when comparing regenerative and non-regenerative stages. These genes and biological processes provide an entry point to understand why regeneration fails in mammals. Furthermore, our results introduce Xenopus laevis as a genetic model organism to study spinal cord regeneration.Abstract Background Xenopus laevis has regenerative and non-regenerative stages. As a tadpole, it is fully capable of functional recovery after a spinal cord injury, while its juvenile form (froglet) loses this capability during metamorphosis. We envision that comparative studies between regenerative and non-regenerative stages in Xenopus could aid in understanding why spinal cord regeneration fails in human beings. Results To identify the mechanisms that allow the tadpole to regenerate and inhibit regeneration in the froglet, we obtained a transcriptome-wide profile of the response to spinal cord injury in Xenopus regenerative and non-regenerative stages. We found extensive transcriptome changes in regenerative tadpoles at 1 day after injury, while this was only observed by 6 days after injury in non-regenerative froglets. In addition, when comparing both stages, we found that they deployed a very different repertoire of transcripts, with more than 80% of them regulated in only one stage, including previously unannotated transcripts. This was supported by gene ontology enrichment analysis and validated by RT-qPCR, which showed that transcripts involved in metabolism, response to stress, cell cycle, development, immune response and inflammation, neurogenesis, and axonal regeneration were regulated differentially between regenerative and non-regenerative stages. Conclusions We identified differences in the timing of the transcriptional response and in the inventory of regulated transcripts and biological processes activated in response to spinal cord injury when comparing regenerative and non-regenerative stages. These genes and biological processes provide an entry point to understand why regeneration fails in mammals. Furthermore, our results introduce Xenopus laevis as a genetic model organism to study spinal cord regeneration.
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    Heparan Sulfate Proteoglycans Exert Positive and Negative Effects in Shh Activity
    (2005) Carrasco, H.; Larraín Correa, Juan Agustín
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    Identification of novel transcripts with differential dorso-ventral expression in Xenopus gastrula using serial analysis of gene expression
    (2009) Faunes Quinteros, Fernando Emerson; Vergara Saavedra, Ismael Antonio; Melo Ledermann, Francisco Javier; Larraín Correa, Juan Agustín