Unraveling the connection between centrosomes and the DNA damage response

Abstract

Centrosomes act as the major microtubule (MT) organizing centers (MTOC) in most animal cells. Structural or numerical defects in this organelle are associated with chromosome missegregation, polarity defects and motility or signaling alterations related to the absence of cilia or flagella, leading to several diseases like ciliopathies, brain disorders and cancer. In the last years, numerous publications have reported a possible role for the centrosome in the DNA damage response (DDR), with clear implications in cancer. However, it remains unclear if and how the centrosome itself plays a role specifically in the regulation of the DNA double strand breaks (DSBs) repair pathways. In this thesis we explore this aspect. Specifically, we show that centrosome presence in the cell is of utmost importance for homologous recombination (HR) and DNA end resection to take place properly. Plus, we uncover specific centrosomal factors involved in these processes. Among them, we state subdistal appendages (SDAs) components are relevant in DNA end resection and that this relies on CEP170 localization at this centrosomal structure. According to our results, CEP170 role in DNA end resection is produced from the centrosome likely by a signaling that involved its phosphorylation at Ser637 upon DNA damage induction. Finally, we suggest that some mediators such as BRCA1 and Centrin2 may be involved in CEP170 control over DNA end resection.

Los centrosomas funcionan como los centros organizadores de microtubulos principales en la mayoría de las células animales. Cambios en la estructura o el número de este orgánulo están asociados con errores de segregación de cromosomas, defectos en polaridad y alteraciones en la motilidad y la señalización relacionadas con la ausencia de cilios o flagelos, dando lugar a muchas enfermedades como ciliopatas, enfermedades cerebrales y cáncer. En los últimos años, numerosas publicaciones han reportado una posible conexión entre el centrosoma en la respuesta al daño al ADN, con claras implicaciones en cáncer. Sin embargo, no está claro si el centrosoma por si mismo tiene un papel en la regulación de las vías de reparación de cortes de DNA de doble cadena ni cómo lo hace. En esta tesis, exploramos dicho aspecto. Concretamente, mostramos que la presencia del centrosoma en la célula es de gran importancia para que se produzca de forma correcta la recombinación homóloga y resección del ADN. Además, descubrimos una serie de factores centrosomales involucrados en dichos procesos, Entre ellos, destacan en la resección del ADN los componentes de los apéndices subdistales, cuya función depende de la localización de CEP170 en estas estructuras centrosomales. Según nuestros resultados, la función de CEP170 en la resección del ADN depende de una señalización que involucra la fosforilación de CEP170 en Ser637 en condición de daño al ADN. Finalmente, nuestros datos sugieren que algunos mediadores como BRCA1 y Centrin2 podrían estar involucrado en el control que ejerce CEP170 sobre la resección del ADN.