Un interruptor Cdk9-PP1 regula la transición de alargamiento a terminación de la ARN polimerasa II

Área de la Ciencia:

• Biología molecular
• Regulación genética
• La bioquímica

Sus antecedentes:

• La terminación de la transcripción por la ARN polimerasa II (Pol II) es crucial para la regulación de la expresión génica.
• Los mecanismos precisos que inician la terminación, en particular los que involucran la fosforilación y los factores de alargamiento de Pol II, siguen siendo incompletamente comprendidos.
• Se sabe que el factor de alargamiento de la transcripción positivo b (P-TEFb), que comprende la cinasa dependiente de ciclina 9 (Cdk9) - ciclina T1 (CycT1), regula el alargamiento de la transcripción.

Objetivo del estudio:

• Investigar las funciones de Cdk9 y de la proteína fosfatasa 1 (PP1) en la regulación del final del ciclo de transcripción.
• Elucidar el mecanismo por el cual se controla la fosforilación de Spt5 durante la terminación de la transcripción.
• Comprender la interacción entre Cdk9 y PP1 en el gobierno de la terminación de la transcripción de Pol II en Schizosaccharomyces pombe.

Principales métodos:

• Pruebas químico-genéticas para identificar las isoformas PP1 como sustratos de P-TEFb.
• Ensayos de desfosforilación in vitro con Dis2 y Spt5.
• Estudios in vivo en los que se utilizaron mutaciones dis2 y la inhibición de Cdk9 en levaduras de fisión.
• Inmunoprecipitación y secuenciación de la cromatina (ChIP-seq) para analizar la fosforilación de Spt5 y la ocupación de Pol II.
• Transcripción y secuenciación de ejecución de precisión (PRO-seq) para evaluar la terminación de la transcripción.

Principales resultados:

• Cdk9 fosforila tanto el factor de alargamiento Spt5 como un sitio regulador en la isoforma PP1 Dis2.
• Dis2 desfosforila el Spt5 Cdk9-fosforilado y las mutaciones dis2 alteran la desfosforilación del Spt5 in vivo.
• La desfosforilación de Spt5 ocurre cuando los complejos de transcripción pasan la señal de escisión y poliadenilación, coincidiendo con la fosforilación de Pol II Ser2.
• La desactivación de la función Dis2 conduce a una transcripción aberrante más allá de los sitios de terminación normales y se suprime mediante la ablación de los sitios objetivo de Cdk9 en Spt5.

Conclusiones:

• La transición desde el alargamiento de Pol II a la terminación implica una reversión dependiente de Dis2 de la señalización de Cdk9.
• Este interruptor regulador, que implica la desfosforilación de Spt5, es crítico para la terminación adecuada de la transcripción y la integridad del transcriptoma.
• Los hallazgos sugieren una analogía con los mecanismos de control del ciclo celular que involucran a Cdk1 y PP1.