Nombre:
Alejandro D. Roth Metcalfe
Grado (Institución, país y fecha en que otorgó el grado:
- Doctor en Ciencias Biológicas, Mención en Biología Celular y Molecular. P. Universidad Católica de Chile. Noviembre 2001.
3. Tema investigación o interés (Inglés y Castellano. 150 a 300 palabras):
Organization and establishment of myelinating cell sub-cellular domains: Compact Myelin and Cytoplasmic Channels
Español:
La investigación de mi laboratorio se centra en caracterizar los mecanismos moleculares responsables de la frontera que mantiene la separación de las proteínas y lípidos de los dominios de la mielina. La caracterización proteómica de la vaina de mielina sugiere que proteínas de la familia de las Septinas podrían cumplir un papel en la división de los dominios de las células mielinizantes.
Las septinas son GTPasas pequeñas que forman heterocomplejos asociados a las membranas celulares y al citoesqueleto. Existen evidencias interesantes que sugieren que los heterocomplejos de septinas son responsables de restringir la difusión de proteínas con dominios de transmembrana o ancladas por lípidos a la hoja interna de la membrana plasmática, mientras que las proteínas citoplasmáticas y las ancladas en la capa externa pueden difundir libremente. Esta topología es similar a la observada en las proteínas mayoritarias de la mielina compacta: PLP y Pzero (proteínas con dominios de transmembrana del sistema nervioso central y periférico respectivamente) y MBP (proteínas del SNC ancladas a la membrana mediante lípidos).
Inglés:
Axonal ensheathment by myelinating cells results in the deposition of a multilamellar array of compacted plasma membrane around axons. This creates areas of high electrical resistance (internodes), which allow action potentials to occur only at “naked” areas of the axon: the nodes of Ranvier. Such arrangement results in electrical signals jumping from one conductive node to the next (“saltatory” conduction), reducing the number of action potential necessary to reach the terminal parts of the axon, lowering energy expenditure and allowing faster signal transmission through axons of small diameter. Compact myelin, the major component of the internode, can be understood as a spiraled cellular process or sheet composed of two membranes that wind around an axon and which exclude most or all of the cytoplasm from the inside the process to areas considered cytoplasmic channels. These Non-compacted cytoplasmic channels provide a continuum between the internode and the cell body. It is through these non-compacted cytoplasmic channels that axon-glia signaling and compact myelin component turnover occurs.
My research focuses on the border between the two different myelin domains. Here, a molecular mechanism allows some proteins and lipids to pass, while restricting the passage of other molecules. Building up form previous proteomic characterization of compact myelin, my lab has focused on the septin family small GTPases, the fourth cytoskeleton. Septins are known to restrict the passage of proteins that either posses trans-membrane domains or are anchored to the inner leaflet of the plasma membrane, while the diffusion cytoplasmic or outer-leaflet anchored proteins is not affected. This topology is reminiscent of the separation between myelin domains since the major CM proteins either possess trans-membrane domains (PLP and Protein zero, the major CM protein of the PNS) or are anchored to the inner-leaflet of the plasma membrane (MBP). Using molecular biology and confocal microscopy, we seek to understand the manner upon which septin expression and stochiometry can have an impact on the localization of proteins characteristic of the different myelin sub-cellular domains.
4. Distinciones y Premios. Honors and Awards (En su idioma original)
- Simposio Keystone: The PPARs: A transcription Odyssey.
Premio al mejor poster: Leisewitz A., Roth AD. Inestrosa NC. y Bronfman M. “PPARg-Induced differentiation of B12 cells into oligodendrocyte-like cells”
Febrero 2001
- American Society of Neurochemistry:
Young Investigator Educational Enhancement Award
Junio 2002
- XXVII International Symposium. Neuron Glia Interactions
Premio al mejor poster: Roth AD. y Colman DR. “Identification of Novel proteins and complexes in compact myelin through MudPit; presence of Septins 7 and 8 in myelin” Junio 2005
5. Lista de publicaciones de los ultimos cinco años
• Vincent T, Saikali P, Cayrol R, Roth AD, Bar-Or A, Prat A, Antel JP. (2008) Functional consequences of neuromyelitis optica-IgG astrocyte interactions on blood-brain barrier permeability and granulocyte recruitment. J Immunol;181(8):5730-7.
• Golan N, Adamsky K, Kartvelishvily E, Brockschnieder D, Spiegel I, Roth AD, Thomson CE, Rechavi G y Peles E(2008) Identification of Tmem10/Opalin as an oligodendrocyte enriched gene using expression profiling combined with genetic cell ablation. Glia.;56(11):1176-86
- Roth AD, Ivanova A, Colman DR. (2006) New observations on the compact myelin proteome. Neuron Glia Biology, 2(1):15-21
Roth AD, Ramirez G, Alarcón R, von Bernhardi R. (2005) Oligodendrocytes damage in Alzheimer’s disease: Beta amyloid toxicity and inflammation. Biological Research: 38: 381-387
- Huang JK, Phillips GR, Roth AD, Pedraza L, Shan W, Belkaid W, Mi S, Fex-Svenningsen A, Florens L, Yates JR 3rd, Colman DR. (2005) Glial membranes at the node of Ranvier prevent neurite outgrowth. Science. 2005 Dec 16;310(5755):1813-7.
Roth AD, Leisewitz AV, Jung JE, Cassina P, Barbeito L, Inestrosa NC, Bronfman M. (2003) PPAR gamma activators induce growth arrest and process extension in B12 oligodendrocyte-like cells and terminal differentiation of cultured oligodendrocytes. Journal of Neuroscience Research; 72(4):425-35.
- Leisewitz AV, Jung JE, Perez-Alzola P, Fuenzalida KM, Roth AD, Inestrosa NC and Bronfman M. (2003) Ethanol specifically decreases peroxisome proliferator activated receptor beta in B12 oligodendrocyte-like cells. Journal of Neurochemistry; 85(1):135-41.
6. Proyectos de investigación en curso (jerarquía y relevancia según criterio del investigador, titulo y fuente de financiamiento).
2008-2010 Proyecto FONDECYT # 1080252
*De los laboratorios:
*7. Nombre del Lab:
Laboratorio de Biología Celular de Neuroglía
8. Académicos asociados (tendrá link a la página de cada uno):
Alejandro D. Roth
9. Descripción general del laboratorio (100 a 150 palabras).
10. Integrantes.
a. Posdoctorantes
b. Estudiantes de posgrado
Gabriela Zavala Vivar
Cristian González Cabrera
c. Estudiantes de pregrado
Felipe Bodaleo
Máximo Fernández
Felipe Pérez de Arce
Romina Almasia
Francisca Campos
d. Apoyo técnico
Dra. Ana María Meneses
e. Funcionarios
Carlos
11. Proyectos de investigación:
2008-2010 Proyecto FONDECYT # 1080252
12. Colaboraciones.
Laboratorio de Dinámica Celular y Neurociencias:
Dr. Christián Gonzáles (Co-investigador proyecto Fondecyt 1080252).
13. Equipos y servicios a usuarios externos al laboratorio.
Criostato Micron,
http://criostato-neuroglia-ciencias.blogspot.com/
14. Información adicional (Patentes, extensión, relación con empresas, convenios, premios, institutos, colaboraciones, textos o comentarios realizados los alumnos, etc…).
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