Rol de la neddilación en el desarrollo neuronal temprano - Becerra Contreras, Raquel Yudith (2022)
Nedd8 es la proteína con mayor homología a Ub y se conjuga covalentemente a las proteínas blanco a través de residuos de lisina mediante una cascada de reacciones enzimáticas llamada neddilación. La función de la neddilación ha sido relacionada a la regulación de la proliferación celular a través de la conjugación de Nedd8 a una familia de E3 ligasas llamada culinas. A pesar de ser una vía activa en sistema nervioso central, su función y blancos moleculares específicos ha sido poco explorado. El objetivo de este trabajo fue caracterizar la función de la neddilación en el desarrollo neuronal e identificar los blancos celulares y sus mecanismos moleculares de acción. Para abordar el rol de la neddilación durante el desarrollo neuronal, empleamos distintas técnicas de experimentación, que van desde cultivo y transfección de células, electroporación inutero, y espectrometría de masa, hasta microscopía confocal, súper-resolución y live-imaging. Bloqueando la neddilación mediante herramientas genéticas o farmacológicas durante las primeras etapas de desarrollo neuronal, se produjo una fuerte reducción del crecimiento axonal y dendrítico. Dicha reducción fue parcialmente recuperada tratando las neuronas con compuestos que alteran la dinámica del citoesqueleto, quedando en evidencia que la neddilación afecta la dinámica de proteínas citoesqueletales durante el desarrollo. Para determinar la existencia de otros blancos moleculares diferentes de culinas que puedan mediar los efectos observados en neuronas, se procedió a identificar los blancos específicos de la neddilación, y luego de un minucioso y sistemático trabajo de screening por espectrometría de masa fueron encontradas cientos de proteínas nediladas de las cuáles la Cofilina fue especialmente relevante dentro del grupo de proteínas asociadas al citoesqueleto por su función en la regulación de la polimerización de actina. Luego de validar la Cofilina como verdadero blanco de Nedd8 y el residuo de lisina donde ocurre la modificación, se demostró que la inhibición de la neddilación de Cofilina incrementa su actividad de corte de microfilamentos de actina. Dentro de las consecuencias neuronales al inhibir la neddilación de Cofilina se observó una disminución del crecimiento dendrítico y axonal y una menor complejidad dendrítica, así como también un aumento en el número de espinas dendríticas en neuronas en cultivo. Los resultados del trabajo indican que más allá de las culinas hay cientos de proteínas que también son neddiladas, y durante el desarrollo neuronal temprano la neddilación cumple un rol fundamental regulando la dinámica del citoesqueleto mediante la neddilación de Cofilina.