Función meiótica de la proteína Ddc2 de Saccharomyces cerevisiae

Abstract

[ES] En la mayoría de los organismos eucariotas con reproducción sexual, la recombinación meiótica es un proceso crucial para la correcta producción de gametos. La recombinación meiótica se inicia con roturas de doble cadena en el DNA (DSBs) que, aún siendo necesarias para la correcta segregación de los cromosomas en la meiosis, suponen un elevado riesgo para el mantenimiento de la integridad del genoma. Si las células inician la segregación cromosómica antes de que estas roturas hayan sido reparadas, los cromosomas o fragmentos de éstos pueden perderse o segregar incorrectamente. En los organismos eucariotas, existen unos mecanismos de vigilancia o checkpoints que responden a la presencia de DSBs y detienen la progresión del ciclo celular para dar tiempo a la célula para repararlas. Por tanto, los checkpoints tienen un papel crucial en proteger la integridad genómica. Existe un mecanismo de vigilancia específico de la meiosis, denominado checkpoint de recombinación meiótica o de paquitene, que bloquea la progresión de la meiosis en respuesta a fallos meióticos, como por ejemplo la presencia de DSBs sin reparar, y asegura la segregación correcta de los cromosomas. Los errores en la segregación meiótica de cromosomas originan gametos aneuploides que pueden causar diversas patologías. La finalidad de este proyecto de tesis ha consistido en entender mejor los mecanismos moleculares que controlan la función del checkpoint de recombinación meiótica en la levadura de gemación Saccharomyces cerevisiae. Para ello, hemos estudiado la función de la proteína Ddc2 en el checkpoint de recombinación meiótica. Ddc2 junto con Mec1 constituyen un complejo sensor del daño en el DNA en células vegetativas,. Hemos determinado que Ddc2 participa en el checkpoint de recombinación meiótica puesto que su deleción suprime el bloqueo meiótico que sufren diferentes mutantes de sinapsis y/o recombinación, como sae2, dmc1, hop2 y zip1, originando productos meióticos inviables. La producción de Ddc2 se induce en la profase meiótica y la proteína se hiperfosforila en respuesta a la acumulación de DSBs sin reparar. Sin embargo, los sitios consenso de fosforilación por Mec1 (S/T-Q) no son necesarios para su función de checkpoint. Mediante estudios de microscopía de fluorescencia y de inmunoprecipitación de cromatina, hemos demostrado que Ddc2 se localiza en forma de focos múltiples, que se acumulan en los mutantes meióticos de forma dependiente de RPA señalizando la presencia de intermediarios de recombinación sin reparar. Además, hemos detectado una localización alternativa de Ddc2, independiente de la recombinación, en el huso de la profase meiótica. Se ha descrito que en el mutante sae2 de S. cerevisiae no existe procesamiento nucleolítico de las DSBs meióticas; sin embargo, inesperadamente, hemos observado focos meióticos de Ddc2 en sae2 lo que, en principio, implicaría la existencia de regiones de ssDNA. Diversas evidencias, como la generación de focos de RPA y de BrdU, así como la activación de la kinasa efectora Mek1 de forma dependiente de Spo11, confirman la formación de ssDNA derivado de DSBs meióticas en sae2. Proponemos que una fracción de las DSBs meióticas generadas se procesa por un mecanismo alternativo independiente de Sae2 y de otras proteínas descritas hasta el momento implicadas en la resección de DSBs, como Exo1 y Sgs1. Nuestros resultados con el estudio de Ddc2 durante la meiosis en levaduras nos han permitido avanzar en el conocimiento de cómo el checkpoint de recombinación meiótica es capaz de detectar la existencia de errores y detener la progresión de la meiosis. Puesto que ATRIP, la proteína homóloga de Ddc2 en mamíferos, se localiza en cromosomas meióticos es probable que esta función esté conservada en la evolución