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Regulación de la biología de las células troncales y el corazón adulto por la variante de calcineurina CnAβ1
Author
Gómez Salinero, Jesús MaríaAdvisor
Lara Pezzi, EnriqueEntity
UAM. Departamento de Bioquímica; Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares Carlos III (CNIC)Date
2015-12-21Subjects
Células progenitoras hematopoyéticas - Tesis doctorales; Corazón - Enfermedades - Factores de riesgo - Tesis doctorales; MedicinaNote
Tesis doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Medicina, Departamento de Bioquímica. Fecha de lectura: 21-12-2015Esta tesis tiene embargado el acceso al texto completo hasta el 21-06-2017
Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.
Abstract
El splicing alternativo desempeña un papel muy importante durante la diferenciación
de las células progenitoras embrionarias (ESC). Nuestros resultados
muestran como Mbnl1 regula el splicing del mRNA de calcineurina A beta
(CnAβ) en ESC de ratón, resultando en la expresión de la variante atípica
CnAβ1 que posee un dominio C-terminal único. La inhibición de CnAβ1 provoca
la inactivación de la señalización de Akt/GSK3β/β-catenina, lo que su vez se
traduce en un defecto en la especificación a mesodermo. Hemos identificado
un dominio específico en la segunda α-hélice de la región C-terminal que regula
la activación de la vía de Akt/GSK3β/β-catenina. Tras realizar un ensayo de
doble híbrido en levadura, encontramos que CnAβ1 interacciona con Cog8 en
el aparato de Golgi. La inhibición de Cog8 deslocaliza CnAβ1 e interfiere con la
diferenciación a mesodermo de las ESC. En resumen, hemos determinado las
bases estructurales para el mecanismo de acción de CnAβ1 y su función en la
diferenciación de las ESC al linaje de mesodermo. Con el fin de caracterizar
mejor la función de CnAβ1 in vivo, eliminamos la región C-terminal única de
CnAβ1 por la eliminación del intrón 12-13, que llamamos CnAβΔi12. Los ratones
provenientes de esta construcción nacen de manera normal y no presentan
ningún defecto a 2 meses de edad, pero con el tiempo desarrollan una hipertrofia
cardiaca a los 15 meses. Curiosamente, la sobreexpresión de CnAβ1 en los
cardiomiocitos, bajo el promotor de α-MHC, es capaz de disminuir los efectos
de la hipertrofia cardiaca en un modelo de sobrecarga por presión. Estos resultados
son opuestos a los descritos anteriormente para otras isoformas de calcineurina
y sugieren su potencial uso para terapias Alternative splicing plays a key role in embryonic stem cell (ESC) differentiation
but the mechanisms involved remain poorly understood. Here, we show that
Mbnl1 regulates the splicing of the calcineurin A gene in mouse ESCs
(mESC), resulting in expression of the atypical variant CnAβ1, which has a
unique C-terminal domain. CnAβ1 knockdown results in inactivation of the
AKT/GSK3β/-catenin signalling pathway, leading to defective mesoderm specification.
We found that a specific motif in the second alpha helix of the Cterminal
domain drives CnAβ1 localisation to the Golgi apparatus, which is necessary
for the activation of the AKT/GSK3β/-Catenin pathway. Following a
yeast 2-hybrid screening, we found that CnAβ1 interacts with Cog8 in the Golgi
apparatus. Cog8 knockdown delocalises CnAβ1 and interferes with mESC
mesodermal differentiation. In summary, we unveil here the structural basis for
the mechanism of action of CnAβ1 and its role in the differentiation of mESC to
the mesodermal lineage. To further unveil the function of CnAβ1 in vivo we
have deleted the unique C-terminal region of this isoform by deleting intron 12-
13, which we called CnAβΔi12. These mice are born normally and do not present
any defect at 2 months of age, however they developed cardiac hypertrophy by
15 months of age. Interestingly, the overexpression of CnAβ1 in the cardiomyocytes
under the αMHC promoter is able to reduce cardiac hypertrophy in a
mouse model of pressure overload. This result is opposite to the function described
for other calcineurin isoforms and suggests its potential use for therapies
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