El papel de PRPK en la fosforilación de p53, la regulación de Rab35, y su contribución a la elongación axonal

Abstract

La asimetría morfológica, bioquímica y fisiológica de las neuronas sustenta el flujo de información direccionado y la conectividad del sistema nervioso, siendo de gran importancia el surgimiento de esta polaridad neuronal durante el desarrollo embrionario, en especial la determinación y crecimiento del axón. Diversas vías de señalización conformadas por determinantes, mediadores y moduladores de polaridad han sido descritas, las que coinciden en la regulación del transporte de elementos dentro de la célula y el control de la dinámica del citoesqueleto. En este contexto, nuestro laboratorio se ha interesado en los roles de la proteína asociada a microtúbulos 1 B (MAP1B) durante el desarrollo neuronal, que son independientes de su actividad estabilizadora de los microtúbulos, identificando nuevos interactores de MAP1в, entre ellos la proteína quinasa p53-related protein kinase (PRPK). Estudios previos de nuestro laboratorio sobre las funciones de esta proteína, demostraron que la sobreexpresión de la quinasa de D. melanogaster reduce la elongación del axón de neuronas de embriones de rata en cultivo. Por lo tanto quisimos investigar si este efecto también es generado por la PRPK de ratón, y entender la señalización involucrada. Nuestros resultados muestran que la PRPK de ratón disminuye la longitud axonal en una manera dependiente de su actividad quinasa, pero independiente del estado de fosforilación de la serina 15 de p53, el único sustrato descrito hasta la fecha para la quinasa, en mamíferos. Además el incremento en la expresión de PRPK fenocopia la pérdida de función de la GTPasa Rab35 en la progresión de la citoquinesis, formación de filopodios, regulación de la actividad de Cdc42 y elongación axonal. Por lo tanto sugerimos que el mecanismo molecular de esta regulación involucra la reducción de los niveles de expresión de Rab35 por PRPK WT, lo que puede ser inhibido por MAР1В.

The morphological, biochemical and physiological asymmetry of neurons sustain the directional information flux and wiring in the nervous system, being the emergence of this neuronal polarity of central importance during the embryonic development, specially the axonal determination and growth. Several signaling pathways have been described, formed by determinants, mediators and modulators ofpolarity, these pathways converge in the regulation of traffic of element inside the cell and in the regulation of cytoskeletal dynamic. In this context, our group has been interested in the microtubule independent roles of microtubule ted protein 1 B (MAPIB) during neuronal development, identifying new MAP1B interactors, as the p53-related protein kinase PRPK. Previous work by our group had shown that D. melanogaster PRPK overexpression reduces axonal elongation in hippocampal embryonic rat neurons in culture, so we wanted to study if this effect is shared by mouse PRPK, and to link this functio E to some signaling pathway. Our results show that mouse PRPK decreases axonal length in a way that depends on its kinase activity, but that it is independent from p53 Ser15 phospho-state, the only substrate described for the kinase in mammals. Additionally, PRPK phenocopies Rab35 loss offunction in cytokinesis progression, filopodia formation, regulation of the Cdc42 activity and in axonal elongation. The molecular mechanism of this regulation involves the reduction of the Rab35 expression levels due to PRPK overexpression, which could be inhibited by MAРІВ.