Función de las interacciones de las proteínas con bromodominios BRD2 Y BRD4 con las proteínas LYAR Y NIPBL

Abstract

Las proteínas BET (Bromodomain and Extra Terminaldomain) constituyen una familia de proteínas compuesta por los miembros Brd2, Brd3, Brd4 (expresados ubicuamente) y Brdt (exclusivo de la línea germinal masculina). Su estructura se basa en dos bromodominios en tándem que se unen a lisinas acetiladas, un motivo coiled-coil (motivo B) de dimerización y un dominio Extra Terminal (ET) de interacción con otras proteínas. Gracias a esta estructurapueden actuar como lectores de la cromatina, ya que conectan el estado de acetilación de la cromatina con los distintos factores transcripcionales y remodeladores de la cromatina con los que interaccionan. Además, estas proteínas tienen la característica de permanecer ancladas a la cromatina durante la mitosis, lo que las convierte en marcas epigenéticas. El hecho de ser lectores de la cromatina y marcas epigenéticas resulta muy relevante para la progresión del ciclo celular, ya que las proteínas BET (principalmente Brd2 y Brd4)interaccionan con factores que regulan la transcripción de los genes implicados en el ciclo celular y marcan aquellos genes que deben activarse tras la mitosis. Aparte de su función en la progresión del ciclo celular, las proteínas BET también participan en distintos procesos del desarrollo embrionario entre los que se encuentra la diferenciación neuronal. Para conocer más en profundidad el papel de las proteínas BET en el desarrollo realizamos un escrutinio de doble híbrido usando como cebo una construcción de Brd2 y como presa una librería de ADNc proveniente de un embrión de ratón de 11 semanas. De esta manera identificamos dos nuevas proteínas que interaccionan con las proteínas BET: Lyar y Nipbl. En este trabajo hemos caracterizado la interacción de las proteínas BET con la proteína Lyar, determinando que la interacción se produce exclusivamente con Brd2. Esta interacción está mediada por la región C-terminal de Lyar y el motivo B de Brd2, lo que permite que Lyar reclute a Brd2 a promotores de genes de pluripotencia como Nanog. En este promotor Lyar ejerce una función represora, mientras que Brd2 ejerce una función activadora, equilibrándose en condiciones de proliferación. Sin embargo, tras la inducción de la diferenciación neuronalla interacción se debilita y Brd2 comienza a disociarse del promotor, de manera que la función represora de Lyar gana relevancia provocando el silenciamiento de la expresión de Nanog. La ausencia de interacción entre Lyar y Brd2 provoca que tras la inducción de la diferenciación neuronal los niveles de represión de Nanog sean menores de lo necesario y que consecuentemente se produzca una diferenciación aberrante. En este trabajo también hemos caracterizado la interacción entre las proteínas BET y la proteína Nipbl, responsable de la carga del complejo Cohesina. En este caso determinamos que la interacción tiene lugar preferentemente con Brd4 y que se produce gracias a su dominio ET. Nipbl y Brd4 regulan conjuntamente una serie de genes potencialmente relacionados con los fenotipos presentes en individuos con Síndrome de Cornelia de Lange (CdLS), y la interacción entre ambas proteínas es necesaria para su localización en las regiones promotoras de estos genes. Por último, en este trabajo hemos realizado un análisis preliminar sobre la dinámica de Brd2 y Brd4 durante la diferenciación neuronal, determinando que en este proceso Brd4 se disocia de los promotores de genes de pluripotencia, facilitando la represión de su expresión, y que Brd2 aumenta su presencia en los promotores de genes de diferenciación, asegurando el correcto paso de un estado pluripotente a un estado de diferenciación.