Participación de proteínas POLYCOMB en la regulación transcripcional del locus ink4a/arf y el gen cdkn1a en el proceso de senescencia en neuronas hipocampales.

Abstract

La senescencia celular es un proceso fundamental en la célula, que funciona para evitar una excesiva proliferación como ocurre en el cáncer. El proceso de senescencia se activa después de un número finito de divisiones celulares y puede ocurrir por la activación de la vía de la proteína p53 y la proteína de retinoblastoma (pRB), las que son reguladas por el locus Ink4a/Arf y el gen Cdkn1a. En el locus Ink4a/Arf se encuentran codificadas las proteínas p16Ink4a y p14Arf mientras que en el gen Cdkn1a se encuentra codificada la proteína p21CIP. Las proteínas del grupo Polycomb (PcGs) poseen un rol esencial en la regulación de la expresión génica y están organizadas en dos subcomplejos: PRC1 y PRC2, conformados por una serie de proteínas, que tienen la capacidad de interactuar con el locus Ink4a/Arf y monoubiquitinar la lisina 119 de la histona H2A (H2AK119ub), y trimetilar la histona 3 en la lisina 27 (H3K27me3). Las PcGs son capaces de regular la expresión de las proteínas asociadas al proceso de senescencia en el locus Ink4a/Arf, ya que una disminución en la expresión de los genes de PcGs se traduce en un aumento significativo de la expresión de las proteínas p16Ink4a y p14Arf, induciendo de este modo un proceso de senescencia prematura. El objetivo de esta tesis fue determinar los mecanismos moleculares por los cuales las proteínas PcGs regulan la expresión de los genes asociados a senescencia en neuronas hipocampales. Para lograr este objetivo se realizaron análisis de ARN mensajero (ARNm) de cultivos de neuronas hipocampales a los 5 y 15 días in vitro, a las cuales se les disminuyó la expresión de las metilasas Ezh1 y Ezh2 componente de las PcGs y la desmetilasa JMJD3 a través de la utilización de shRNA. De igual forma, se realizaron ensayos de inmunoprecipitación de cromatina (ChIP) para la posterior evaluación de las modificaciones epigenéticas de la histona H3 en cultivos de neuronas hipocampales a los 5 y 15 días in vitro. De los resultados obtenidos, se observó una disminución en la expresión de p16Ink4a y p21CIP a nivel de ARN mensajero y de proteína a los 15 días in vitro en ausencia de Ezh1 y JMJD3. De igual forma, se observó una disminución de p16Ink4a y p21CIP a nivel de ARN mensajero y proteína en cultivos de neuronas hipocampales a los 5 días in vitro, en ausencia de Ezh2. En resumen, podemos concluir que Ezh1, Ezh2 y JMJD3 participan en la regulación del locus Ink4a/Arf y del gen Cdkn1a en neuronas hipocampales y que esta regulación podría ser mediada por mecanismos epigenéticos.