Función de Brd2 en la coordinación entre proliferación y diferenciación en el sistema nervioso central de vertebrados

Abstract

Durante el desarrollo embrionario de vertebrados se requiere una coordinación muy precisa entre los procesos de proliferación y diferenciación celular. En esta coordinación confluyen factores reguladores del ciclo celular y factores determinantes del destino celular. Cada vez es mayor la evidencia de que factores relacionados con el ciclo celular desempeñan funciones relevantes asociadas con determinados eventos de diferenciación. En este contexto se ha sugerido que las proteínas BET, una familia de correguladores transcripcionales de genes del ciclo celular conservada en organismos eucarióticos, podrían estar implicadas también en procesos de diferenciación celular. En vertebrados la familia BET está constituida por cuatro miembros: Brd2, Brd3, Brd4 y Brdt. Excepto Brdt, cuya expresión está restringida a la línea germinal masculina, los otros miembros se expresan de forma ubicua, tanto en el embrión como en el adulto. A pesar de la alta homología entre estos miembros y el solapamiento en sus patrones de expresión, no parece existir redundancia funcional, ya que los tres son esenciales. Tanto Brd2 como Brd3 y Brd4 se han implicado en la transcripción de genes del ciclo celular, actuando a través de sus bromodominios como adaptadores que favorecen el reclutamiento de factores de transcripción y de la maquinaria asociada a la RNA polimerasa II a regiones de la cromatina ricas en histonas acetiladas. Además, estas proteínas muestran la peculiaridad de mantenerse unidas a los cromosomas durante la mitosis, mientras que la mayor parte de los factores implicados en el metabolismo del DNA, incluido otras proteínas con bromodominios, se disocian de los cromosomas. En este trabajo, hemos demostrado que los bromodominios de Brd2, Brd3 y Brd4 no son suficientes para el adecuado reconocimiento de la cromatina acetilada y la unión a los cromosomas mitóticos. Hemos descrito que una región conservada de unos 40 aminoácidos es esencial para estas funciones.

Esta región, denominada motivo B muestra una estructura de tipo coiled coil y media la interacción entre proteínas BET, sugiriendo que el motivo B media la homo- y heterodimerización entre proteínas BET. Además, describimos que la sobreexpresión de Brd2 activa genes del ciclo celular, como los genes de Ciclina D1 y A2, e interfiere con la diferenciación neuronal en células P19 y embrión de pollo, siendo el motivo B esencial para estas funciones. Por otro lado, hemos puesto de manifiesto la interacción de la proteína Pleiotrofina (Ptn) con Brd2. Ptn es una proteína secretada de bajo peso molecular relacionada con procesos mitogénicos y de diferenciación celular dependiendo del tipo de células diana. La función de Ptn en gran medida está mediada por receptores de superficie. Además de encontrarse en el exterior celular, se ha descrito la presencia de Ptn en el interior celular, incluido el núcleo. Sin embargo, hasta la fecha de inicio del presente trabajo, las posibles funciones intracelulares de Ptn no se habían caracterizado. En este estudio, hemos puesto de manifiesto que Ptn interacciona de forma específica con Brd2 a través de una región acídica, localizada entre el segundo bromodominio y el motivo B, que no está conservada en las otras proteínas BET de vertebrados. La interacción de Ptn con Brd2 interfiere con su capacidad de dimerización y de asociarse con la cromatina, mostrando un antagonismo funcional que se manifiesta de forma patente durante el proceso de diferenciación neuronal. Este antagonismo se observa también en la migración de células de la cresta neural, un proceso que requiere la expresión de Brd2.