Resumen de Role of PLK1 in steroid hormone signaling in breast cancer cells
Los receptores esteroideos (SR) son factores de transcripción activados por hormonas que median los efectos transcripcionales gracias a su acción conjunta con proteínas correguladoras con diversas funciones enzimáticas. Las quinasas son un tipo de correguladoras de la acción de los SRs que los SRs reclutan a la cromatina para modificar localmente otros reguladores transcripcionales, así como las proteínas histónicas. Con el objetivo de identificar nuevos factores relacionados con SRs, llevamos a cabo un estudio de interacción proteómica basado en la espectrometría de masas cuantitativa utilizando para ello un modelo celular de cáncer de mama. Como resultado de este estudio, hemos identificado la quinasa Polo-like kinase 1 (PLK1) como una proteína capaz de interaccionar con los receptores de progesterona y estrógenos en presencia de sus respectivos estímulos hormonales. Mediante experimentos de inmunoprecipitación de cromatina, hemos observado un reclutamiento de PLK1 a elementos en cis sensibles a la acción hormonal. Tras afectar los niveles funcionales de PLK1, mediante el empleo de inhibidores de su actividad enzimatica o por la reducción de sus niveles de proteína utilizando RNAs de interferencia (siRNAs), hemos observado una clara relación entre la funcionalidad de PLK1 y la inducción de genes clásicos dependientes de hormona. Mediante el análisis global de la expresión génica observé que aquellos genes dependientes de la acción hormonal y de la actividad de PLK1 estaban relacionados con funciones asociadas a desarrollo y se mostraban vinculados con un pronóstico clínico favorable en pacientes con cáncer de mama. Con el objetivo de valorar el impacto de PLK1 en la señalización mediada por estradiol en células de cáncer de mama llevamos a cabo estudios de fosfoproteómica a gran escala en células MCF7 tratadas con estradiol en presencia o ausencia de un inhibidor específico para PLK1 (BI2536). Los datos obtenidos mostraron que el 28% de los sitios de fosforilación inducida por estradiol es dependiente de la actividad de PLK1. Entre las proteínas con sitios de fosforilación dependientes de PLK1 encontramos varios reguladores transcripcionales, incluyendo la histona H3K4-metiltransferasa MLL2 la cual se encuentra asociada funcionalmente al receptor de estrógenos (ER). Como consecuencia de la inhibición de PLK1 observamos una reducción en la inducción mediada por estradiol de los niveles de metilación en la lisina 4 de la histona H3 en genes diana de MLL2. En conjunto estos resultados proponen un posible papel de PLK1 en la regulación de la actividad de MLL2. Finalmente, mediante un ensayo de especificidad basado en el empleo de distintas histonas recombinantes como sustrato de PLK1, observamos una fosforilación específica de la serina 36 de la histona H2B. Éstos resultados permiten concluir que los mecanismos moleculares mediante los cuales PLK1 afecta a la transcripción de genes tanto dependientes como independientes de SR están relacionados con la fosforilación conjunta de varios moduladores transcripcionales así como de componentes asociados a la cromatina.
