A SUMO-dependent step during establishment of Sister Chromatid Cohesion

• Autores: Seba Almedawar
• Directores de la Tesis: Jordi Torres-Rosell (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat de Lleida ( España ) en 2013
• Idioma: inglés
• Tribunal Calificador de la Tesis: Ana Losada Valiente (presid.), Elisa Cabiscol Català (secret.), Ethelvina Queralt Badía (voc.)
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: TDX
• Resumen

  • Els anells de cohesina, formats per les proteïnes Smc1, Smc3, Scc1 i Scc3, s’uneixen topològicament al DNA, mantenint les parelles de cromàtides germanes unides des de la duplicació del DNA fins al començament de l’anafase. Aquesta funció, coneguda com a Cohesió entre Cromàtides Germanes, permet la biorientació dels cromosomes en el fus mitòtic i, posteriorment, la seva correcta segregació. Es tracta per tant d’una funció fonamental per a la vida. La cohesió entre cromàtides germanes també té altres funcions, com ara afavorir la reparació del dany en el DNA a través de recombinació homòloga. És per aquests motius que la cohesina està sotmesa a diferents nivells de regulació al llarg del cicle cel·lular, a través de diversos factors reguladors i modificacions post-traduccionals. Per exemple, l’acetilació de la subunitat Smc3 és necessària per a que els anells es mantinguin establement units a cromatina. Alteracions en la molècula de cohesina o en la seva regulació poden provocar el desenvolupament de patologies i contribuir en la progressió tumoral. En aquest estudi, descrivim la sumoilació de la cohesina com una nova modificació post-traduccional necessària per la cohesió en Saccharomyces cerevisiae. La sumoilació de la cohesina depèn, en part, de la SUMO lligasa Nse2 i d’un complex Smc5/6 plenament funcional. Totes les subunitats del complex cohesina es sumoilen in vivo durant la replicació del DNA, després de la formació dels anells de cohesina i del seu reclutament a cromatina, en un procés depenent de la unió d’ATP a les subunitats SMC, i independent de l’acetilació de Smc3. Per tal d’alterar l’estat de sumoilació dels anells de cohesina i identificar la rellevància funcional d’aquesta modificació, hem dissenyat un nou sistema experimental que permet eliminar SUMO de totes les proteïnes del complex, basat en la fusió del domini SUMO peptidasa de Ulp1 (UD) a la proteïna Scc1. Les fusions Scc1-UD s’incorporen als anells de cohesina, es carreguen en la cromatina i es localitzen adequadament sobre els cromosomes de llevat. Tanmateix, la desumoilació dels anells de cohesina bloqueja la cohesió entre les cromàtides germanes, aturant el cicle cel·lular en G2/M i provocant la pèrdua de viabilitat de les cèl·lules. Aquests efectes són deguts a l’activitat del domini SUMO peptidasa, i no a problemes estructurals en la proteïna de fusió Scc1-UD, ja que la mutació puntual del centre catalític de UD restaura la cohesió i la viabilitat cel·lular. Experiments en paral·lel suggereixen que la sumoilació de la cohesina podria tenir funcions similars en cèl·lules humanes. Sorprenentment, els anells de cohesina continuen acetilats en absència de sumoilació. Donat que els models actuals proposen que els anells es tanquen de forma estable en ser acetilats, és probable que en absència de sumoilació la cohesina encercli una sola cromàtida. Per tant, proposem que la sumoilació de la cohesina seria necessària durant la replicació del DNA per atrapar les dues cromàtides germanes de forma estable en l’interior de l’anell.