Función de SUMO en el control de la neurogénesis

Resumen

La neurogénesis es un proceso esencial que implica un gran número de eventos celulares en los que intervienen numerosos factores de transcripción sometidos a una estricta regulación. La modificación post-traduccional por unión covalente del polipéptido SUMO a otras proteínas es esencial en vertebrados y regula multitud de procesos celulares, pero su implicación en diferenciación neuronal no ha sido estudiada en profundidad. En este sentido, el principal objetivo de esta tesis ha sido la identificación de factores de transcripción relevantes cuya actividad durante el proceso de neurogénesis esté modulada por sumoilación. Para ello se llevaron a cabo estudios funcionales de proteínas diferencialmente sumoiladas en condiciones de proliferación y de diferenciación neuronal, entre las que se encontró Utf1, identificándose como una nueva diana de SUMO. Experimentos de ganancia de función demostraron diferencias marcadas entre los efectos sobre la neurogénesis de las versiones silvestre y mutantes de sumoilación de una selección de proteínas. Mientras que la sumoilación de Prox1, Sall4a, Trim24, Utf1 y Etv6 se asoció con un efecto positivo sobre la neurogénesis, la sumoilación de Kctd15 se asoció con un efecto negativo. Hemos determinado dos mecanismos por los que SUMO regula la función previamente descrita de Utf1 de controlar la expresión de genes bivalentes. Por un lado la sumoilación modula su afinidad por la cromatina y por otro lado facilita su unión a la enzima Dcp1 (“mRNA-decapping enzyme”) a través de una secuencia SIM (“SUMO interacting motif”) de interacción no covalente con SUMO conservada en proteínas Dcp1 de distintos organismos. La proteína etv6, se ha descrito previamente que se modifica por SUMO en su extremo amino-terminal, existiendo una isoforma alternativa truncada que carece de este sitio de sumoilación. Mediante el sistema CRISPR/Cas9 hemos generado: a) líneas celulares carentes de la isoforma larga de Etv6, que fenotípicamente presentan un cierto grado de diferenciación neuroectodérmica en condiciones normales de crecimiento (sin inducir diferenciación) y b) líneas celulares carentes de ambas isoformas, que fenotípicamente muestran ciertos aspectos de diferenciación mesodérmica/endodérmica. En conjunto, nuestros resultados indican que la sumoilación de determinadas proteínas clave es determinante para el progreso adecuado del proceso de neurogénesis.