Búsqueda de nuevos reguladores de salida de mitosis: Hit1 y su papel en el control del ciclo celular

El ciclo celular es un conjunto ordenado de sucesos que conducen a la duplicación celular, y constituye un proceso altamente regulado, en el que la progresión entre las distintas fases que lo constituyen es promovida por la actividad de las proteínas quinasas dependientes de ciclinas (CDKs) y sus subunidades reguladoras, las ciclinas [1, 2]. La salida de mitosis es la última etapa del ciclo celular y viene determinada por la inactivación de las CDKs [3]. En Saccharomyces cerevisiae, la salida de mitosis se produce gracias a la liberación de Cdc14, una proteína fosfatasa que se encuentra secuestrada en el nucléolo hasta metafase. La liberación de Cdc14 es promovida por dos cascadas de señalización: la ruta FEAR, que desencadena una liberación inicial de Cdc14 desde el nucléolo hacia el núcleo en las etapas iniciales de anafase; y la ruta MEN, que determina la posterior liberación definitiva de Cdc14 al citoplasma, donde esta fosfatasa revierte los eventos de fosforilación determinados por las CDKs, conduciendo a su inactivación y a la salida de mitosis [3, 4]. Objetivos, antecedentes y resultados: Nuestro interés general es conocer en mayor profundidad los mecanismos que regulan el proceso de salida de mitosis. En este contexto, el objetivo planteado para esta Tesis Doctoral es la evaluación del posible papel de Hit1, un factor de ensamblaje de ribonucleopartículas pequeñas nucleolares (snoRNPs) C/D, en la regulación de la actividad de Cdc14, así como el análisis de los mecanismos moleculares por los que un defecto en esta proteína puede afectar a la función de Cdc14 durante las primeras etapas de anafase. Hit1 se identificó recientemente en una búsqueda genética (“screening”) de mutantes que muestran letalidad sintética en combinación con la deleción de LTE1, el gen que codifica un activador de la ruta MEN [5]. Los resultados que dan origen a esta Tesis Doctoral nos han permitido verificar que dicha letalidad sintética es rescatada mediante la eliminación adicional de BFA1, un inhibidor de MEN, lo cual es una característica compartida por los mutantes de componentes de la ruta FEAR que promueven la actividad de esta cascada de señalización, y sugiere que Hit1 podría tener un papel importante en la liberación de Cdc14 durante las etapas iniciales de anafase. Los resultados recogidos en esta Tesis Doctoral nos han permitido demostrar que, de acuerdo con nuestras observaciones iniciales, la expresión de Hit1 es necesaria para promover la liberación eficiente de Cdc14 mediada por la ruta FEAR durante la transición metafase-anafase, y, por tanto, para el correcto desarrollo de la función de esta fosfatasa promoviendo eventos clave durante las etapas iniciales de anafase. La ausencia de HIT1 provoca un retraso en la liberación inicial de Cdc14 desencadenada por FEAR, y esto hace que el mutante hit1sea muy dependiente de la funcionalidad de la ruta MEN, explicando así la letalidad sintética asociada a la falta conjunta de HIT1 y LTE1. Específicamente, además, demostramos que la falta de expresión de este factor de ensamblaje de snoRNPs C/D interfiere con la liberación de Cdc14 desde el nucléolo durante los estadios iniciales de anafase debido a que determina una hiper condensación de este compartimento celular como consecuencia de una mayor carga de condensinas en el ADN ribosómico (ADNr). Estos resultados nos permiten establecer un novedoso nexo de unión entre factores de ensamblaje de ribosomas y la regulación de salida de mitosis. Los resultados anteriormente indicados, por otro lado, nos permiten proporcionar una respuesta a un interesante fenómeno relacionado con la segregación cromosómica en S. cerevisiae y al que, hasta el momento, no se había encontrado explicación. De forma interesante, en levaduras de gemación, el locus del ADNr no se condensa completamente hasta las etapas finales de anafase, más tarde que otras regiones del ADN, y de forma dependiente de Cdc14. Nuestros análisis sugieren que esta condensación tardía del ADNr es necesaria para garantizar una eficiente liberación temprana de Cdc14 y poder coordinar, de este modo, la señalización de salida de mitosis con la correcta segregación nucleolar. El hecho de que Cdc14 sea necesaria para promover la condensación del ADNr garantiza que, sólo una vez que su actividad es promovida por la ruta FEAR, las células inicien la compactación del núcleolo, impidiendo así que la segregación de esta región cromosómica afecte la señalización de salida de mitosis. Debido a que la regulación del ciclo celular en levaduras es sorprendentemente similar a la de eucariotas superiores, y a que la función de Hit1 parece estar conservada evolutivamente [6, 7], esperamos que nuestros resultados puedan servir de base a nuevos estudios sobre procesos cuya alteración podría contribuir al desarrollo tanto de tumores como de otras enfermedades (ribosomales, etc.) en humanos