El complejo asociado de dimerización, similar a RB, E2F y clase B multivulval (DREAM) es un complejo proteico responsable de la regulación de la expresión génica dependiente del ciclo celular . [1] [2] El complejo se conserva evolutivamente, aunque algunos de sus componentes varían de una especie a otra. En los seres humanos, las proteínas clave del complejo son RBL1 (p107) y RBL2 (p130), las cuales son homólogas de RB (p105) y se unen a los factores de transcripción E2F represivos E2F4 y E2F5 ; DP1 , DP2 y DP3, socios de dimerización de E2F; y MuvB, que es un complejo de LIN9/ 37/52/54 y RBBP4 . [1]
Descubrimiento
Los genes que codifican el complejo MuvB se identificaron originalmente a partir de estudios de mutación por pérdida de función en C. elegans . Cuando mutaron, estos genes produjeron gusanos con múltiples órganos similares a la vulva, de ahí el nombre 'Muv'. Se clasificaron tres clases de genes Muv, con genes de clase B que codifican homólogos de mamíferos RB, E2F y DP1, y otros como LIN-54, LIN-37, LIN-7 y LIN-52, cuyas funciones aún no se conocen. [3] [4]
Los estudios en las células del folículo ovárico de Drosophila melanogaster identificaron un complejo de proteínas que se unía a genes corion amplificadores repetidamente. El complejo incluía genes que tenían una estrecha homología con los genes MuvB, como Mip130, Mip120 y Mip40. Estos genes Mip se identificaron como homólogos de los genes LIN9, LIN54 y LIN37 de MuvB, respectivamente. [5] Otros estudios en los extractos nucleares de embriones de mosca confirmaron la coexistencia de estas proteínas con otras como los homólogos de RB Rbf1 y Rbf2, y otros como E2f y Dp. Por tanto, el complejo de proteínas se denominó complejo de Drosophila RBF, E2f2 y Mip (dREAM). La interrupción del complejo dREAM a través de la eliminación de ARNi de los componentes del complejo dREAM condujo a una mayor expresión de genes regulados por E2f que normalmente se silencian, lo que implica el papel de dREAM en la regulación negativa de genes. [6] Más tarde, en Drosophila melanogaster , también se encontró un parálogo específico de testículo del complejo Myb-MuvB / DREAM conocido como tMAC (complejo de detención meiótica específico de testículo), que está involucrado en la detención meiótica. [7]
Posteriormente se identificó un complejo proteico similar a dREAM en el extracto de C. elegans que contiene DP, RB y MuvB, y se denominó DRM. Este complejo incluía homólogos de mamíferos de RB y DP, y otros miembros del complejo MuvB. [8]
El complejo DREAM de mamífero se identificó tras la inmunoprecipitación de p130 con análisis de espectrometría de masas. Los resultados mostraron que p130 se asoció con E2F4, E2F5, el socio de dimerización DP, y LIN9, LIN54, LIN37, LIN52 y RBBP4 que componen el complejo MuvB. La inmunoprecipitación de factores MuvB también reveló asociación de BMYB. La inmunoprecipitación posterior con BMYB produjo todas las proteínas del núcleo de MuvB, pero no otros miembros del complejo DREAM: p130, p107, E2F4 / 5 y DP. Esto indicó que MuvB se asoció con BMYB para formar el complejo BMYB-MuvB o con p130 / p107, E2F4 / 5 y DP para formar el complejo DREAM. Se encontró que el complejo DREAM prevalecía en células inactivas o hambrientas, y el complejo BMYB-MuvB se encontró en células en división activa, lo que sugiere funcionalidades separadas de estos dos complejos. [9]
MuvB-como complejos también se descubrieron recientemente en Arabidoposis que incluyen E2F y ortólogos MYB combinados con lin9 y LIN54 ortólogos. [10]
Función
La función principal del complejo DREAM es reprimir la expresión de los genes G1 / S y G2 / M durante la inactividad (G 0 ). La entrada en el ciclo celular disocia p130 del complejo y conduce al reclutamiento posterior de proteínas E2F activadoras. Esto permite la expresión de genes de fase tardía G1 y S regulados por E2F. BMYB , que es reprimido por el complejo DREAM durante G 0 también puede expresarse en este momento, y se une a MuvB durante la fase S para promover la expresión de genes clave de la fase G 2 / M como CDK1 y CCNB1 . A continuación, se recluta FOXM1 en G 2 para promover aún más la expresión génica (por ejemplo, AURKA ). Durante fase tardía S BMYB se degrada a través de CUL1 ( SCF complejo ), mientras que FOXM1 se degrada durante la mitosis por el APC / C . [1] [11] Cerca del final del ciclo celular, el complejo DREAM es reensamblado por DYRK1A para reprimir los genes G1 / S y G2 / M.
![](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/d/d0/G0_and_early_G1_DREAM_complex.png/300px-G0_and_early_G1_DREAM_complex.png)
G0
Durante la inactividad, el complejo DREAM reprime la expresión de los genes G1 / S y G2 / M. En sistemas de mamíferos, los estudios de inmunoprecipitación de cromatina (ChIP) han revelado que los componentes DREAM se encuentran juntos en los promotores de genes que alcanzan su punto máximo en la fase G1 / S o G2 / M. [9] La abrogación del complejo DREAM, por otro lado, condujo a una mayor expresión de genes regulados por E2F normalmente reprimidos en la fase G0. [9] [12] A diferencia de las células de mamíferos, el complejo fly dREAM se encontró en casi un tercio de todos los promotores, lo que puede reflejar un papel más amplio de dREAM en la regulación génica, como la muerte celular programada de las células precursoras neurales. [13] [14]
El acoplamiento del complejo DREAM a los promotores se logra mediante la unión de LIN-54 a regiones conocidas como región de homología de genes del ciclo celular (CHR). Estas son secuencias específicas de nucleótidos que se encuentran comúnmente en los promotores de genes expresados durante la fase S tardía o la fase G2 / M. El acoplamiento también se puede lograr mediante la unión de proteínas E2F a secuencias conocidas como sitios de elementos dependientes del ciclo celular (CDE). Se han encontrado algunos genes dependientes del ciclo celular en los que tanto los CHR como los CDE están próximos entre sí. Debido a que p130-E2F4 puede formar asociaciones estables con el complejo MuvB, la proximidad de las CHR a las CDE sugiere que la afinidad de unión del complejo DREAM a los genes diana mejora cooperativamente mediante la asociación con ambos sitios de unión. [15]
Cuando DREAM se acopla al promotor, p130 se une a LIN52 y esta asociación inhibe la unión de LIN52 a proteínas modificadoras de cromatina . [16] [17] Por lo tanto, a diferencia de RB-E2F, es poco probable que el complejo DREAM reclute directamente modificadores de cromatina para reprimir la expresión génica, aunque se han sugerido algunas asociaciones. [18] [19] El complejo DREAM puede, en cambio, regular negativamente la expresión génica al afectar el posicionamiento de los nucleosomas . El ADN compactado en los sitios de inicio de la transcripción inhibe la expresión génica al bloquear el acoplamiento de la ARN polimerasa . [20] En gusanos, por ejemplo, la pérdida de una proteína del complejo MuvB, LIN35, conduce a la pérdida de asociaciones de histonas represivas y una alta expresión de genes dependientes del ciclo celular. Sin embargo, queda por dilucidar la evidencia directa del vínculo entre las histonas represivas y el complejo DREAM. [21]
![](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/d/de/DREAM_complex_disassembly.png/300px-DREAM_complex_disassembly.png)
G1 / S
Como su contraparte, RB-E2F, el complejo DREAM también se ve afectado por estímulos de crecimiento similares y la subsecuente actividad ciclina-CDK. El aumento de la actividad de ciclina D-CDK4 y ciclina E-CDK2 disocia el complejo DREAM del promotor por fosforilación de p130. [17] El p130 hiperfosforilado se degrada posteriormente [22] [23] y E2F4 se exporta desde el núcleo. [24] Una vez que los E2F represivos son desocupados, los E2F activadores se unen al promotor para regular al alza los genes G1 / S que promueven la síntesis de ADN y la transición del ciclo celular. [25] BMYB también se regula positivamente durante este tiempo, que luego se une a genes que alcanzan su punto máximo en la fase G2 / M. [9] [26] [27] La unión de BMYB a genes tardíos del ciclo celular depende de su asociación con el núcleo de MuvB para formar el complejo BMYB-MuvB, que luego puede regular al alza genes en la fase G2 / M. [11]
Mitosis tardía
Cerca del final de la mitosis, p130 y p107 son desfosforilados de su estado hiperfosforilado por la fosfatasa PP2a . [28] [29] La inhibición de la actividad de PP2a redujo la unión del promotor de algunas de las proteínas del complejo DREAM en la fase G1 subsiguiente y la eliminación de la represión de la expresión génica. [30]
Se ha demostrado que otros componentes se fosforilan para que se produzca el ensamblaje del complejo DREAM. De estos, la fosforilación de LIN52 en su residuo S28 es el mejor entendido. La sustitución de esta serina por alanina condujo a una unión reducida del núcleo de MuvB a p130 y perjudicó la capacidad de las células para entrar en reposo. Esto indica que la fosforilación de LIN52 S28 es necesaria para la asociación y función adecuadas del complejo DREAM mediante la unión con p130. Un regulador conocido de la fosforilación del residuo S28 es el DYRK1A . La pérdida de esta quinasa conduce a una disminución de la fosforilación del residuo S28 y a la asociación de p130 con MuvB. [12] También se encontró que DYRK1A degrada la ciclina D1, lo que aumentaría los niveles de p21, los cuales contribuyen a la salida del ciclo celular. [31]
También se demostró que el complejo DREAM regula la citocinesis a través de GAS2L3. [32]
Terapia del cáncer
Debido a su papel regulador en el ciclo celular, dirigirse al complejo DREAM podría mejorar los tratamientos contra el cáncer como el imatinib . [33] [34]
Ver también
- Familia de proteínas de bolsillo
Referencias
- ^ a b c Sadasivam, Subhashini; DeCaprio, James A. (11 de julio de 2013). "El complejo DREAM: coordinador maestro de la expresión génica dependiente del ciclo celular" . Nature Reviews Cancer . 13 (8): 585–595. doi : 10.1038 / nrc3556 . PMC 3986830 . PMID 23842645 .
- ^ Fischer, M; Müller, GA (diciembre de 2017). "Control de la transcripción del ciclo celular: complejos DREAM / MuvB y RB-E2F" . Revisiones críticas en bioquímica y biología molecular . 52 (6): 638–662. doi : 10.1080 / 10409238.2017.1360836 . PMID 28799433 . S2CID 205695213 .
- ^ Beitel, GJ; Lambie, EJ; Horvitz, HR (22 de agosto de 2000). "El gen lin-9 de C. elegans, que actúa en una vía relacionada con Rb, es necesario para el desarrollo de las células de la vaina gonadal y codifica una proteína nueva". Gene . 254 (1–2): 253–63. doi : 10.1016 / s0378-1119 (00) 00296-1 . PMID 10974557 .
- ^ Thomas, JH; Ceol, CJ; Schwartz, HT; Horvitz, HR (mayo de 2003). "Nuevos genes que interactúan con lin-35 Rb para regular negativamente la vía let-60 ras en Caenorhabditis elegans" . Genética . 164 (1): 135–51. doi : 10.1093 / genetics / 164.1.135 . PMC 1462563 . PMID 12750327 .
- ^ Beall, EL; Manak, JR; Zhou, S; Bell, M; Lipsick, JS; Botchan, MR (19 de diciembre de 2002). "Papel de un complejo proteico que contiene Drosophila Myb en la replicación del ADN específico del sitio". Naturaleza . 420 (6917): 833–7. Código Bibliográfico : 2002Natur.420..833B . doi : 10.1038 / nature01228 . PMID 12490953 . S2CID 4425307 .
- ^ Korenjak, M; Taylor-Harding, B; Binné, Reino Unido; Satterlee, JS; Stevaux, O; Aasland, R; White-Cooper, H; Dyson, N; Brehm, A (15 de octubre de 2004). "Los complejos nativos de E2F / RBF contienen proteínas que interactúan con Myb y reprimen la transcripción de genes diana de E2F controlados por el desarrollo". Celular . 119 (2): 181–93. doi : 10.1016 / j.cell.2004.09.034 . PMID 15479636 . S2CID 17989678 .
- ^ Beall, EL; Lewis, PW; Bell, M .; Rocha, M .; Jones, DL; Botchan, MR (15 de abril de 2007). "Descubrimiento de tMAC: un complejo de detención meiótica específica de Drosophila testis paralogous a Myb-Muv B" . Genes y desarrollo . 21 (8): 904–919. doi : 10.1101 / gad.1516607 . PMC 1847709 . PMID 17403774 .
- ^ Harrison, MM; Ceol, CJ; Lu, X; Horvitz, HR (7 de noviembre de 2006). "Algunas proteínas multivulva sintéticas de clase B de C. elegans codifican un complejo que contiene Rb LIN-35 conservado distinto de un complejo similar a NuRD" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 103 (45): 16782–7. Código Bibliográfico : 2006PNAS..10316782H . doi : 10.1073 / pnas.0608461103 . PMC 1636532 . PMID 17075059 .
- ^ a b c d Litovchick, L; Sadasivam, S; Florens, L; Zhu, X; Swanson, SK; Velmurugan, S; Chen, R; Washburn, MP; Liu, XS; DeCaprio, JA (25 de mayo de 2007). "El complejo de proteínas RBL2 / p130 y E2F4 de múltiples subunidades conservadas evolutivamente reprime genes dependientes del ciclo celular humano en quiescencia". Célula molecular . 26 (4): 539–51. doi : 10.1016 / j.molcel.2007.04.015 . PMID 17531812 .
- ^ Kobayashi, K; Suzuki, T; Iwata, E; Nakamichi, N; Suzuki, T; Chen, P; Ohtani, M; Ishida, T; Hosoya, H; Müller, S; Leviczky, T; Pettkó-Szandtner, A; Darula, Z; Iwamoto, A; Nomoto, M; Tada, Y; Higashiyama, T; Demura, T; Doonan, JH; Hauser, MT; Sugimoto, K; Umeda, M; Magyar, Z; Bögre, L; Ito, M (4 de agosto de 2015). "La represión transcripcional por proteínas MYB3R regula el crecimiento de órganos vegetales" . El diario EMBO . 34 (15): 1992-2007. doi : 10.15252 / embj.201490899 . PMC 4551348 . PMID 26069325 .
- ^ a b Sadasivam, S .; Duan, S .; DeCaprio, JA (5 de marzo de 2012). "El complejo MuvB recluta secuencialmente B-Myb y FoxM1 para promover la expresión del gen mitótico" . Genes y desarrollo . 26 (5): 474–489. doi : 10.1101 / gad.181933.111 . PMC 3305985 . PMID 22391450 .
- ^ a b Litovchick, L; Florens, LA; Swanson, SK; Washburn, MP; DeCaprio, JA (15 de abril de 2011). "La proteína quinasa DYRK1A promueve la quiescencia y la senescencia a través del ensamblaje del complejo DREAM" . Genes y desarrollo . 25 (8): 801-13. doi : 10.1101 / gad.2034211 . PMC 3078706 . PMID 21498570 .
- ^ Georlette, D; Ahn, S; MacAlpine, DM; Cheung, E; Lewis, PW; Beall, EL; Bell, SP; Velocidad, T; Manak, JR; Botchan, MR (15 de noviembre de 2007). "Los estudios de expresión y perfil genómico revelan actividades tanto positivas como negativas para el complejo Drosophila Myb MuvB / dREAM en células en proliferación" . Genes y desarrollo . 21 (22): 2880–96. doi : 10.1101 / gad.1600107 . PMC 2049191 . PMID 17978103 .
- ^ Rovani, Margritte K .; Brachmann, Carrie Baker; Ramsay, Gary; Katzen, Alisa L. (diciembre de 2012). "El complejo dREAM / Myb-MuvB y Grim son reguladores clave de la muerte programada de las células precursoras neurales en el margen del ala posterior de Drosophila" . Biología del desarrollo . 372 (1): 88–102. doi : 10.1016 / j.ydbio.2012.08.022 . PMC 3621911 . PMID 22960039 .
- ^ Müller, GA; Engeland, K (febrero de 2010). "El papel central de los elementos promotores de CDE / CHR en la regulación de la transcripción de genes dependientes del ciclo celular" . La revista FEBS . 277 (4): 877–93. doi : 10.1111 / j.1742-4658.2009.07508.x . PMID 20015071 . S2CID 8955433 .
- ^ Forristal, C; Henley, SA; MacDonald, JI; Bush, JR; Ort, C; Passos, DT; Talluri, S; Ishak, CA; Thwaites, MJ; Norley, CJ; Litovchick, L; DeCaprio, JA; DiMattia, G; Holdsworth, DW; Beier, F; Dick, FA (junio de 2014). "La pérdida del complejo DREAM de mamíferos desregula la proliferación de condrocitos" . Biología Molecular y Celular . 34 (12): 2221–34. doi : 10.1128 / MCB.01523-13 . PMC 4054284 . PMID 24710275 .
- ^ a b Guiley, KZ; Liban, TJ; Felthousen, JG; Ramanan, P; Litovchick, L; Rubin, SM (1 de mayo de 2015). "Mecanismos estructurales de montaje y regulación del complejo DREAM" . Genes y desarrollo . 29 (9): 961–74. doi : 10.1101 / gad.257568.114 . PMC 4421984 . PMID 25917549 .
- ^ Sandoval, R; Pilkinton, M; Colamonici, Oregón (15 de octubre de 2009). "La eliminación del dominio de unión a p107 / p130 de Mip130 / LIN-9 evita el requisito de actividad CDK4 para la disociación de Mip130 / LIN-9 del complejo p107 / p130-E2F4" . Investigación celular experimental . 315 (17): 2914-20. doi : 10.1016 / j.yexcr.2009.07.014 . PMC 2757496 . PMID 19619530 .
- ^ Stiegler, P; De Luca, A; Bagella, L; Giordano, A (15 de noviembre de 1998). "La región COOH-terminal de pRb2 / p130 se une a la histona desacetilasa 1 (HDAC1), mejorando la represión transcripcional del promotor de ciclina A dependiente de E2F". Investigación del cáncer . 58 (22): 5049–52. PMID 9823308 .
- ^ Fianza; Morozov, AV (noviembre de 2010). "Regulación de genes por posicionamiento de nucleosomas". Tendencias en Genética . 26 (11): 476–83. doi : 10.1016 / j.tig.2010.08.003 . PMID 20832136 .
- ^ Latorre, yo; Chesney, MA; Garrigues, JM; Stempor, P; Appert, A; Francesconi, M; Strome, S; Ahringer, J (1 de marzo de 2015). "El complejo DREAM promueve el cuerpo genético H2A.Z para la represión de blancos" . Genes y desarrollo . 29 (5): 495–500. doi : 10.1101 / gad.255810.114 . PMC 4358402 . PMID 25737279 .
- ^ Tedesco, D; Lukas, J; Reed, SI (15 de noviembre de 2002). "La proteína p130 relacionada con pRb está regulada por proteólisis dependiente de fosforilación a través de la proteína-ubiquitina ligasa SCF (Skp2)" . Genes y desarrollo . 16 (22): 2946–57. doi : 10.1101 / gad.1011202 . PMC 187481 . PMID 12435635 .
- ^ Bhattacharya, S; Garriga, J; Calbó, J; Yong, T; Haines, DS; Graña, X (24 de abril de 2003). "SKP2 se asocia con p130 y acelera la ubiquitilación y degradación de p130 en células humanas" . Oncogén . 22 (16): 2443–51. doi : 10.1038 / sj.onc.1206339 . PMID 12717421 . S2CID 26125392 .
- ^ Gaubatz, S; Lees, JA; Lindeman, GJ; Livingston, DM (febrero de 2001). "E2F4 se exporta desde el núcleo de una manera dependiente de CRM1" . Biología Molecular y Celular . 21 (4): 1384–92. doi : 10.1128 / MCB.21.4.1384-1392.2001 . PMC 99590 . PMID 11158323 .
- ^ Takahashi, Y; Rayman, JB; Dynlacht, BD (1 de abril de 2000). "Análisis de la unión del promotor por las familias E2F y pRB in vivo: distintas proteínas E2F median la activación y represión" . Genes y desarrollo . 14 (7): 804–16. PMC 316494 . PMID 10766737 .
- ^ Lam, EW; Robinson, C; Watson, RJ (septiembre de 1992). "Caracterización y expresión regulada por el ciclo celular de B-myb de ratón". Oncogén . 7 (9): 1885–90. PMID 1501895 .
- ^ Pilkinton, M; Sandoval, R; Song, J; Ness, SA; Colamonici, OR (5 de enero de 2007). "Mip / LIN-9 regula la expresión de B-Myb y la inducción de ciclina A, ciclina B y CDK1" . La revista de química biológica . 282 (1): 168–75. doi : 10.1074 / jbc.M609924200 . PMID 17098733 . S2CID 21963932 .
- ^ Kolupaeva, V; Janssens, V (enero de 2013). "Fosfatasas PP1 y PP2A - socios cooperantes en la modulación de la activación de la proteína del retinoblastoma" . La revista FEBS . 280 (2): 627–43. doi : 10.1111 / j.1742-4658.2012.08511.x . PMID 22299668 . S2CID 46705471 .
- ^ Kurimchak, A; Graña, X (2015). "PP2A: más que un interruptor de reinicio para activar las proteínas pRB durante el ciclo celular y en respuesta a señales de señalización" . Ciclo celular (Georgetown, Texas) . 14 (1): 18–30. doi : 10.4161 / 15384101.2014.985069 . PMC 4612414 . PMID 25483052 .
- ^ Naetar, N; Soundarapandian, V; Litovchick, L; Goguen, KL; Sablina, AA; Bowman-Colin, C; Sicinski, P; Hahn, WC; DeCaprio, JA; Livingston, DM (19 de junio de 2014). "La regulación de la señalización de Ras mediada por PP2A en G2 es esencial para una quiescencia estable y una longitud de G1 normal" . Célula molecular . 54 (6): 932–45. doi : 10.1016 / j.molcel.2014.04.023 . PMC 4118046 . PMID 24857551 .
- ^ Chen, JY; Lin, JR; Tsai, FC; Meyer, T (10 de octubre de 2013). "La dosificación de Dyrk1a desplaza las células dentro de un mapa de señalización de p21-ciclina D1 para controlar la decisión de entrar en el ciclo celular" . Célula molecular . 52 (1): 87–100. doi : 10.1016 / j.molcel.2013.09.009 . PMC 4039290 . PMID 24119401 .
- ^ Wolter, P; Schmitt, K; Fackler, M; Kremling, H; Probst, L; Hauser, S; Gruss, DO; Gaubatz, S (15 de mayo de 2012). "GAS2L3, un gen diana del complejo DREAM, es necesario para una adecuada citocinesis y estabilidad genómica" . Revista de ciencia celular . 125 (Pt 10): 2393–406. doi : 10.1242 / jcs.097253 . PMID 22344256 .
- ^ DeCaprio, James A .; Duensing, Anette (julio de 2014). "El complejo DREAM en la actividad antitumoral del mesilato de imatinib en tumores del estroma gastrointestinal" . Opinión Actual en Oncología . 26 (4): 415–421. doi : 10.1097 / CCO.0000000000000090 . PMC 4236229 . PMID 24840522 .
- ^ Boichuk, S .; Parry, JA; Makielski, KR; Litovchick, L .; Baron, JL; Zewe, JP; Wozniak, A .; Mehalek, KR; Korzeniewski, N .; Seneviratne, DS; Schoffski, P .; Debiec-Rychter, M .; DeCaprio, JA; Duensing, A. (20 de junio de 2013). "El complejo DREAM media la inactividad de las células GIST y es un nuevo objetivo terapéutico para mejorar la apoptosis inducida por imatinib" . Investigación del cáncer . 73 (16): 5120–5129. doi : 10.1158 / 0008-5472.CAN-13-0579 . PMID 23786773 .
Otras lecturas
- Rashid, NN; Yusof, R; Watson, RJ (noviembre de 2014). "Un complejo B-myb - DREAM no es crítico para regular los genes G2 / M en líneas celulares transformadas por VPH". Investigación contra el cáncer . 34 (11): 6557–63. PMID 25368258 .