La cetogènesi és el procés mitocondrial pel qual es sintetitzen els cossos cetònics (acetoacetat, 3-hidroxibutirat i acetona) a partir de l’acetil-CoA provinent de la degradació dels àcids grassos. És un procés mitocondrial i l’enzim clau de la via és la 3-hidroxi-3-metilglutaril-CoA sintasa mitocondrial (HMGCS2). La regulació de l’HMGCS2 ha estat àmpliament estudiada i es coneixen les hormones (glucagó, insulina, dexametasona), situacions metabòliques (dieta grassa, dejuni-realimentació, lactància, exercici perllongat) o patològiques (diabetis) que la regulen. Durant la darrera dècada s’atribueix als cossos cetònics un paper com a molècules senyalitzadores. Per tal d’aprofundir en l’estudi d’aquest paper, en la present tesi doctoral ens hem plantejat estudiar les conseqüències de la modificació de l’expressió del gen HMGCS2. Amb aquest objectiu, hem realitzat experiments en cèl·lules HepG2 de sobreexpressió i disminució de l’expressió del gen HMGCS2 que ens han permès demostrar que l’HMGCS2 és necessària per la inducció de l’oxidació d’àcids grassos mitjançada per PPARα. També hem demostrat que l’HMGCS2 regula positivament l’expressió d’FGF21, un gen diana de PPARα implicat en l’homeòstasi energètica per un mecanisme que implica la sirtuina SIRT1. D’altra banda, s’ha reduït l’expressió del gen HMGCS2 en ratolins de forma aguda mitjançant la injecció d’adenovirus codificants per shRNAs i se n’ha analitzat el fenotip. S’ha identificat, mitjançant un anàlisi massiu d’expressió gènica, el gen Fat specific protein 27 (Fsp27/CIDEC), una proteïna implicada en la formació de gotes lipídiques, com a potencial gen diana de l’HMGCS2. Finalment, s’ha aprofundit en els mecanismes de regulació del gen Fsp27/CIDEC demostrant que aquest s’indueix fortament durant el dejuni a nivell hepàtic. / Ketogenesis is a mitochodrial pathway by which ketone bodies (acetoacetat, 3-hydroxybutyrate and acetone) are syntesized from the acetyl- CoA comming from fatty acid oxidation. The key enzyme of this pathway is mitochondrial 3-hydroxy-3-metylglutaryl-CoA synthase (HMGCS2). The regulation of HMGCS2 has been widely studied: it is known that hormones (glucagon, insulin, dexamethasone), metabolic situations (dietary fat, fastfeeding, lactation, prolonged exercise) or pathologies (diabetes) regulate its expression. During the last decade, evidence is emerging that ketone bodies could act as signaling molecules. To further study this role, in this thesis we studied the consequences of the modification of HMGCS2 gene expression. To this end, we performed experiments in HepG2 cells by overexpression and down regulation of HMGCS2 gene, which allowed us to demonstrate that HMGCS2 is necessary for the induction of fatty acid oxidation mediated by PPARα. We have also shown that HMGCS2 positively regulates the expression of FGF21, a PPARα target gene involved in energy homeostasis by a mechanism that involves sirtuin SIRT1. On the other hand, we have down regulated HMGCS2 acutely in mice by injection of adenovirus encoding for shRNAs and we have analysed the phenotype of these mice. Through a massive analysis of gene expression, we have identified Fat specific protein 27 (Fsp27/CIDEC), a protein involved in the formation of lipid droplets, as a potential target of HMGCS2. Finally, we explored the mechanisms of Fsp27/CIDEC gene regulation demonstrating that it is strongly induced during fasting in liver.

El objetivo general de este trabajo es revelar por primera vez los cambios en la expresión génica que se producen durante el desarrollo y la maduración de la pulpa de los frutos cítricos, y en particular aquellos asociados a los mecanismos de regulación de la acidez, identificando el conjunto de genes inducidos y reprimidos que regulan la síntesis y la degradación del ácido cítrico durante la maduración interna de los frutos cítricos. Desde un punto de vista metabólico se ha estudiado la evolución de los principales ácidos de los frutos en cuatro variedades que presentan diferencias en su periodo de maduración, con la intención de determinar los correspondientes patrones de acumulación y degradación. Por otra parte, atendiendo a la expresión de los principales genes implicados en el metabolismo de los ácidos se incide sobre los mecanismos de regulación de su síntesis durante las fases I y II del desarrollo del fruto, y de su degradación en las fases II y III de maduración del fruto. De este modo se ha comprobado que el ácido cítrico se metaboliza vía 2-oxoglutarato a glutamina y a succinato, en la ruta de derivación del GABA, por lo que esta ruta parece ser una vía prioritaria de catabolismo del ácido cítrico. Además, se ha comprobado que la acumulación de ácido cítrico en los frutos se encuentra directamente relacionada con una disminución del nivel de transcrito de la ATP citrato liasa, la cual reduce la degradación de citrato en el citosol quedando más cantidad de citrato disponible para ser almacenado en la vacuola. / Soler Fayos, G. (2009). Cambios en la expresión génica asociados a la maduración interna del fruto de los cítricos: identificación de rutas metabólicas implicadas en la acumulación y eliminación de ácidos [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/6068