Resumen de New insights into the MAPK function in meiotic progression and the regulation of osmostress-induced apoptosis in Xenopus oocytes
Jicheng Yue
En el organismo modelo Xenopus laevis, los oocitos de estadio VI están parados indefinidamente en la profase (G2/M) de la meiosis I hasta que se produce una adecuada estimulación hormonal. Una red de regulación positiva alrededor de la cascada Mos/MEK/ERK asegura la maduración (GVBD) de los oocitos tras la estimulación con progesterona. Sin embargo, el papel de las MAPK de estrés JNK y p38 en la progresión meiótica no es tan claro. Aquí analizamos una proteína de 42 kDa detectada con anticuerpos pJNK (XpJNK-p42) que aparece alrededor del GVBD en oocitos tratados con progesterona. La expresión ectópica de MEKK1 constitutivamente activo acelera la maduración de los oocitos mediante la activación de las vías de señalización de p38 y ERK, pero no de la cascada JNK. Por otra parte, cuatro transcritos diferentes de JNK3 presentes en los oocitos no sintetizan proteína y no se activan durante la maduración inducida por progesterona. El análisis de espectrometría de masas indica que XpJNK-p42 es en realidad ERK2 fosforilado. Curiosamente, el anticuerpo pJNK sólo reconoce pERK2 en oocitos maduros pero no en oocitos expuestos al shock hiperosmótico, lo que sugiere que una modificación post-traduccional de pERK2 tiene lugar durante la progresión meiótica. Es importante destacar que ni la sobreexpresión de ERK2 ni el inhibidor de JNK SP600125 afectan a la fosforilación de c-Jun utilizando extractos de oocitos maduros. En conclusión, las proteínas JNK no están involucradas en la maduración de los oocitos de Xenopus, y la fosforilación de c-Jun detectada en oocitos maduros es independiente de JNK y ERK2. Hemos descrito previamente que el shock hiperosmótico induce apoptosis en oocitos de Xenopus mediante la activación de cuatro vías independientes: p38, JNK, calpainas y liberación de Smac/DIABLO. También hemos descrito que la activación de p38, JNK1-1 y JNK1-2 es claramente pro-apoptótica. Sin embargo, varias horas después del shock hiperosmótico la isoforma JNK1-2 desaparece, sugiriendo algún tipo de degradación. Además, los estudios anteriores no consideraron el papel de los miembros de la familia de Bcl-2 en la apoptosis inducida por estrés osmótico. Aquí mostramos que pJNK1-2 es proteolizada en Asp385 por caspasa-3, y que la proteína resultante acelera la liberación del citocromo c y la activación de caspasa-3, creando así un bucle de retroalimentación positiva. También mostramos que la sobreexpresión de Bcl-xL en oocitos de Xenopus protege a estos de la apoptosis inducida por shock hiperosmótico. Los oocitos que expresan Bid en combinación con Bcl-xL, presentan tres formas distintas de Bid: no ubiquitinada, mono- y biubiquitinada. Todas las formas de Bid se localizan en el citosol y la mitocondria. El shock hiperosmótico incrementa ligeramente, y de forma rápida, las formas mono- y biubiquitinadas de Bid en la mitocondria. Posteriormente, una pequeña parte de Bid es proteolizada en Asp52, probablemente por una caspasa iniciadora, generando un fragmento N-terminal (nBid) y un fragmento C-terminal altamente pro-apoptótico (tBid). Cuando el citocromo c es liberado y se activa la caspasa-3 se produce una proteólisis masiva de Bid (formas no ubiquitinada y monoubiquitinada) en Asp52, mediada por caspasa-3, creando así otro bucle de retroalimentación positiva. Aunque algunos experimentos sugieren que la forma no ubiquitinada de Bid se proteoliza más rápido y es más pro-apoptótica que las otras formas, los efectos funcionales de la ubiquitinación en la regulación de la apoptosis no son tan claros. Sin embargo, la función pro-apoptótica de Bid se atenúa notablemente en el mutante Bid-D52N, que no puede ser proteolizado por caspasas. En conclusión, la activación de caspasa-3 inducida por shock hiperosmótico pone en marcha dos bucles de retroalimentación positiva mediante la proteólisis de JNK1-2 y Bid, promoviendo así la muerte irreversible de los oocitos.
