Identification of MIDORI: a novel microprotein that regulates epithelial-mesenchymal plasticity

Resum

Avançament recents en les tècniques de perfilat de ribosomes, peptidòmica i anàlisi bioinformàtic han revelat que moltes regions genòmiques que van ser anotades com no codificants, en realitat codifiquen petites proteïnes conservades evolutivament. Aquestes proteïnes, de menys de 100 aminoàcids de longitud, han sigut anomenades microproteïnes, micropèptids o SEP (de small-ORF encoded polypeptides). Avui en dia, només uns quants s’han caracteritzat funcionalment, però s’han revelat com una nova classe de reguladors moleculars amb funcions crucials en molts processos cel·lulars, com l’empalmament de l’ARN, la reparació de l’ADN i el metabolisme mitocondrial. Aquests sorprenents descobriments han obert un nou camp d’estudi, amb milers de microproteïnes amb potencial clínic en espera de ser caracteritzades. La plasticitat cel·lular és la capacitat de les cèl·lules de canviar la seva identitat i transitar entre diferents estats cel·lulars. Se sap que és una propietat fonamental per al desenvolupament embrionari i la regeneració de teixits, però ja ha quedat clar que la plasticitat cel·lular també és crucial per a les cèl·lules tumorals, que s’aprofiten d’aquest procés per augmentar la capacitat d’adaptació. En aquesta tesi doctoral ens plantegem com a objectiu principal identificar i caracteritzar-ne de noves microproteïnes reguladores de la plasticitat en cèl·lules tumorals. Usant un algorisme bioinformàtic hem identificat MIDORI, una microproteïna conservada al llarg de la evolució codificada per ZEB2-AS1, un gen malament anotat com un ARN llarg no codificant (lncRNA). ZEB2-AS1 es transcriu per la senyalització de TGFβ i és necessari per a la transició epiteli-mesènquima (EMT). De fet, hem observat que l’expressió de MIDORI augmenta amb TGFβ, així com amb estrès genotòxic i ER. Sorprenentment, les nostres dades demostren que MIDORI regula negativament el programa de transcripció mesenquimal en molts tipus cel·lulars i bloqueja la inducció de EMT. Hem analitzat el paper de MIDORI en diversos processos relacionats amb la EMT. En cèl·lules de càncer de mama, MIDORI indueix la formació d’unions adherents, redueix la secreció de citocines pro- inflamatòries, i redueix la migració i la invasió cel·lular in vitro. Més encara, MIDORI és capaç de inhibir la colonització metastàtica in vivo. A nivell de mecanisme, hem observat que MIDORI redueix l’activació dels efectors de la via del TGFβ SMAD2, ERK1/2 i NF-kB, i que interactua amb MYBBP1A, un repressor transcripcional de NF-kB, el que suggereix que MIDORI podria estar bloquejant l’EMT mitjançant la regulació de la transcripció. _x000D_ En línia amb el paper de MIDORI a les cèl·lules canceroses, els nostres estudis també han revelat que MIDORI millora la reprogramació de fibroblasts embrionaris de ratolí (MEFs) a cèl·lules mare pluripotents induïdes (iPSCs), un procés que requereix una transició mesènquima-epitelial (MET). El mitjà condicionat de MEFs que sobreexpressen MIDORI promou també la reprogramació cel·lular, cosa que suggereix que MIDORI millora la reprogramació duna manera extrínseca. A més, hem descobert que MIDORI endogen s’expressa en les primeres etapes de la reprogramació, quan es produeix MET, i la seva deficiència redueix dràsticament l’eficiència de la reprogramació._x000D_ Més encara, hem observat que els MEFs deficients a MIDORI mostren una dinàmica transcripcional desregulada de gens relacionats amb EMT i un augment en l’expressió dels gens supressors de tumors p16 INK4A i p19 ARF durant la reprogramació. De fet, els MEFs deficients a MIDORI són propensos a entrar en senescència cel·lular, cosa que suggereix que MIDORI regula la reprogramació, al menys en part, en regular l’entrada en senescència cel·lular.En resum, en aquest treball hem identificat MIDORI, una nova microproteïna induïda per estrès que actua com a efector d’un circuit de retroalimentació negativa que reverteix l’EMT. Les nostres dades donen llum sobre la regulació de la plasticitat epiteli-mesènquima i descobreixen una potencial diana per a la terapia contra el cancer.

Data del Ajut	29 de nov. 2022
Idioma original	Anglès
Supervisor	Maria Abad Méndez (Director/a)