Regulación "epigenética" del splicing alternativo durante la diferenciación neuronal

• Autores: Fiszbein, Ana
• Año de publicación: 2016
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Kornblihtt, Alberto Rodolfo
• Materia: SPLICING ALTERNATIVO; NCAM; G9A; POLIMERASA II; ESTRUCTURA CROMATINICA; DIFERENCIACION NEURONAL; EPIGENETICA; ALTERNATIVE SPLICING; NCAM; G9A; RNA POLYMERASE II; CHROMATIN STRUCTURE; NEURONAL DIFFERENTIATION; EPIGENETICS
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Las modificaciones epigenéticas son cruciales para el establecimiento y mantenimientode programas de diferenciación celular. Un posible mecanismo de regulaciónestá determinado por el efecto de la estructura de la cromatina en los patrones desplicing alternativo. Las marcas epigenéticas pueden provocar cambios en la tasa deelongación de la ARN polimerasa II, así como afectar el reclutamiento de diversosfactores y, de esta manera, modular los patrones de splicing alternativo. Aquí descubrimosel mecanismo por el cual el splicing alternativo de la molécula de adhesióncelular neural (NCAM) es regulado durante la diferenciación neuronal mediante laestructura cromatínica. Por otra parte, nos centramos en la regulación del splicingalternativo de G9a, la enzima responsable de la dimetilación en lisina 9 de histona H3 (H3K9me2) en eucromatina de mamíferos. Demostramos que G9a es necesariapara la diferenciación de la línea celular neuronal de ratón N2a y que la inclusión desu exón alternativo (E10) aumenta la localización nuclear de G9a, probablementedebido a la mayor exposición de una secuencia de localización nuclear cercana. Porúltimo, mostramos que la isoforma de G9a que incluye el E10 es necesaria para ladiferenciación neuronal y que regula el patrón de splicing alternativo de su propio ARN mensajero precursor promoviendo una mayor inclusión del E10. Nuestros resultadosindican que, mediante el control de su splicing alternativo, G9a promuevela diferenciación neuronal y gatilla un mecanismo de retroalimentación positiva quereafirma el compromiso a la diferenciación celular.
Epigenetic modifications are critical for the establishment and maintenance ofdifferentiation programs. One possible mechanism of regulation is determined bythe effect of chromatin structure on alternative splicing patterns. Epigenetic markscan cause changes in elongation rate of RNA polymerase II, as well as affect therecruitment of different factors, and thus modulate alternative splicing choices. Herewe discovered the mechanism by which the alternative splicing of the neural celladhesion molecule (NCAM) is regulated during neuronal differentiation by chromatinstructure. Moreover, we focused on the regulation of G9a alternative splicing,the enzyme responsible for dimethylation of lysine 9 in histone H3 (H3K9me2) inmammalian euchromatin. We demonstrate here that the G9a methyltransferase isrequired for differentiation of the mouse neuronal cell line N2a and that inclusionof its alternative exon 10 (E10) increases during neuronal differentiation of culturedcells, as well as in the developing mouse brain. Although E10 inclusion greatlystimulates overall H3K9me2 levels, it does not affect G9a catalytic activity. Instead, E10 increases G9a nuclear localization, predictably due to higher exposure ofa neighboring nuclear localization signal. We show that G9a inclusion of E10 isoformis necessary for neuron differentiation and regulates the alternative splicing patternof its own pre-mRNA, enhancing E10 inclusion. Overall, our findings indicate that,by regulating its own alternative splicing, G9a promotes neuron differentiation andcreates a positive feedback loop that reinforces the cellular commitment to differentiation.
Fil: Fiszbein, Ana. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.