Consecuencias de las alteraciones en la expresión de Aurora quinasa B sobre la segregación cromosómica y la progresión del ciclo celular

Abstract

Para garantizar una correcta segregación cromosómica, no sólo es importante asegurarse de que todos los cinetocorosde los cromosomasestén unidosal huso por medio de microtúbulos, sino que también es esencial que lo hagan de forma que ambas cromátidashermanasde cada par se encuentrenunidasa un polo diferente del huso mitótico. Esto es lo que se denominabi-orientación de las cromátidas hermanas, y se consigue gracias a un mecanismo de corrección en el que está implicada la quinasa Aurora B, subunidad catalítica del Complejo Pasajero del Cromosoma (CPC). Para llevar a cabo esta función, Aurora B colabora con el punto de control de ensamblaje delhuso (SAC). Debido a que Aurora B juega un papel fundamental en el mantenimiento dela estabilidad cromosómica en las células, sus niveles de expresión están estrechamente regulados,ytanto la sobreexpresión como la pérdida de dicho gen pueden causar errores de segregación cromosómica y aneuploidía. Curiosamente, aunque tanto Aurora B como el SAC participan en el mantenimiento de la ploidía, la falta de actividad Aurora B y la inactivación del SAC tienenconsecuencias muydiferentessobrela segregación de los cromosomas. Este hecho es especialmente evidente en S. cerevisiae, ya que en este organismo la falta de Ipl1 (el homólogo de Aurora B) es letal y conduce a problemas de aneuploidía, mientras que el SAC es dispensable bajo condiciones normales de crecimiento y los mutantes en este punto de control no muestran problemas evidentes de segregación cromosómica. Los resultados recogidos en esta Tesis Doctoraldemuestran que la reparación eficiente de las uniones microtúbulo-cinetocoro incorrectas por Ipl1 durante las etapas iniciales del ensamblaje del huso en levaduras de gemación es la que determina la falta de defectos de segregación en los mutantes en el SAC. Además,proponemos que el factor clave que explica por qué unas células son más dependientes de la funcionalidad del SAC que otras es la ventana temporal que la quinasa Aurora B requiereen cada casopara establecer la bi-orientación de los cromosomas. De manera interesante, el incremento de actividad Aurora B también conduce a problemas de segregación cromosómica, y la sobreexpresión de esta quinasa se ha observado en varios tipos de cáncer. Sin embargo, al inicio de esta Tesis Doctoral, se desconocíanlos mecanismosmolecularesmediante los que un incremento en la actividad quinasa de Aurora B puede perjudicarla progresión mitótica y la viabilidad celular. Aunque pareceevidente explicar cómo la falta de una proteína que corrige las uniones microtúbulo-cinetocoro incorrectas conduce a defectos severos de segregación cromosómica, es más complicado imaginar cómo unincremento en la actividad Aurora B también es

deletéreo para las células. En esta Tesis Doctoral demostramosque, en S. cerevisiae, el incremento de actividad quinasa Ipl1,como resultado de la sobreexpresión de dicha quinasa y su subunidad reguladora Sli15(el homólogo de INCENP, otro componente del CPC),desencadena defectos en la segregación de los cromosomassimilares a los descritos para células de eucariotas superiores tras la sobreexpresión de Aurora B. Haciendo uso de este modelo, proponemos que la generación de problemas de segregación cromosómica se debe a que una actividad Aurora B incrementada promueve la desestabilización de las uniones microtúbulo-cinetocoro incluso cuando estas se establecende manera correcta. Esto, a su vez,provoca la activación constitutiva del SAC, que bloquea la citocinesis a pesar de que la elongación del huso y la distribución del material genético hayan tenido lugar. Adicionalmente, nuestros resultados demuestranque el exceso de actividad Ipl1 promueve el colapso prematuro del husomitóticoa través de la inestabilidad de su zona media. Finalmente, y empleando líneas celulares humanas, demostramos que la sobreexpresión de Aurora B y su subunidad reguladora INCENP conduce aun aumento sinergístico de la actividad quinasa Aurora B también en eucariotas superiores. Al igual que los resultados obtenidos en el caso de S. cerevisiae, este incremento de actividad provoca una alta tasa de inestabilidad genómica que, en última instancia, da lugar a letalidad celular, probablemente desencadenando en este caso un proceso apoptótico. En conjunto, los resultados mostrados en esta tesis resaltanla importancia de la regulación de la actividad Aurora B para el mantenimiento de la ploidíay la viabilidad celular.