Interacción regulatoria entre AKT1, FOXA2 y FOXO1 en la regulación de la expresión del factor de pluripotencia Nanog en células madre embrionarias

Santiago Cavedo ¹ - Sabrina Roberti ^1,2 - Melanie Aranovich ¹ - Federico Rovner ¹ - María Candelaria Diaz ^1,2 - Lucila Boto ^1,2 - Valeria Levi ² - Alejandra Guberman ^1,3

1 Laboratorio de Regulación Génica en Células Madre, Departamento de Química Biológica FCEN UBA, IQUIBICEN CONICET-UBA
2 Laboratorio de Dinámica Intracelular, Departamento de Química Biológica FCEN UBA, IQUIBICEN CONICET-UBA
3 Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular, FCEN UBA.

El mantenimiento del estado de pluripotencia naïve en las células madre embrionarias (CME) depende de una compleja red de factores de transcripción (FTs). Nanog es un FT central cuya represión constituye un hito crítico en el inicio de la diferenciación.
Hemos encontrado que el FT FOXA2, cuya expresión aumenta en etapas tempranas de la diferenciación, reprime la expresión de Nanog. Inicialmente, hipotetizamos que AKT1 interfería con esta represión en el estado indiferenciado al promover la exclusión nuclear de FOXA2 mediante su fosforilación. Sin embargo, el estudio de su localización mediante inmunofluorescencia de la proteína endógena y microscopía confocal de células vivas reveló, sorprendentemente, que FOXA2 se encuentra en el núcleo en todas las condiciones. Esto sugiere que el efecto de AKT1 sobre FOXA2 podría involucrar otro mecanismo y/o factores adicionales.
FOXA2 interactúa con el FT FOXO1, un target conocido de AKT1 que sufre exclusión nuclear dependiente de fosforilación en otros sistemas. Por lo tanto, hipotetizamos que FOXA2 y FOXO1 forman complejos en CME y que esta interacción regula la localización y/o la actividad represora de FOXA2. Al comienzo de la diferenciación, la disminución de la actividad de AKT1 reduciría la fosforilación del complejo FOXO1/FOXA2. Esto promovería su retención nuclear y podría favorecer la represión de genes esenciales de la pluripotencia naïve, como Nanog. Actualmente, estamos estudiando la relación entre FOXA2, FOXO1, AKT1 y la regulación de la expresión de Nanog a diferentes niveles mediante transfección de CME, microscopía confocal de células vivas, inmunofluorescencia, RT-qPCR, RNA-FISH y ensayos de gen reportero.
La comprensión de estos mecanismos contribuirá a un conocimiento más profundo de los eventos que inician la diferenciación.