Articulo de referencia

YPEL3

Yippee-like 3 (Drosophila) es una proteína que en humanos está codificada por el gen YPEL3 . [ 5 ] [ 6 ] YPEL3 tiene efectos inhibidores del crecimiento en líneas celulares norm...

Yippee-like 3 (Drosophila) es una proteína que en humanos está codificada por el gen YPEL3 . [ 5 ] [ 6 ] YPEL3 tiene efectos inhibidores del crecimiento en líneas celulares normales y tumorales . [ 7 ] Uno de los cinco miembros de la familia (YPEL1-5), YPEL3 fue nombrado en referencia a su ortólogo de Drosophila melanogaster . [ 6 ] Inicialmente descubierto en un ensayo de perfil de expresión génica de células MCF7 activadas por p53 , [ 8 ] se ha demostrado que la inducción de YPEL3 desencadena una detención permanente del crecimiento o senescencia celular en ciertos tipos de células humanas normales y tumorales. [ 7 ] La metilación del ADN de una isla CpG cerca del promotor de YPEL3, así como la acetilación de histonas, pueden representar posibles mecanismos epigenéticos que conducen a una disminución de la expresión génica en tumores humanos. [ 7 ]

Localización del gen y estructura de la proteína

El gen humano YPEL3 se encuentra en el brazo corto del cromosoma 16 (p1611.2) y abarca 4,62 kb desde 30015754 hasta 30011130 en la cadena inversa. [ 6 ] [ 9 ] La proteína Yippee de Drosophila se identificó como una proteína putativa que contiene un motivo de dedo de zinc y que exhibe un alto grado de conservación entre las cisteínas y las histidinas . [ 10 ] Los dedos de zinc funcionan como plataformas estructurales para la unión al ADN.

Nomenclatura

YPEL3 se identificó por primera vez como SUAP murina, denominada así por proteína apoptótica pequeña e inestable debido a su aparente papel en la inhibición del crecimiento celular a través de la apoptosis cuando se estudió en líneas celulares precursoras mieloides . [ 11 ] Posteriormente, SUAP obtuvo su designación actual como YPEL3 (Yippee like three), después de que se descubriera que era uno de los cinco genes humanos que poseen homología con la proteína Yippee de Drosophila. [ 6 ]

Descubrimiento

La proteína Yippee de Drosophila se descubrió originalmente en un ensayo de interacción con levaduras, donde se observó su interacción física con la hemolina de Hyalophora cecropia . Tras experimentos posteriores de clonación y secuenciación, se determinó que Yippee es una familia de genes conservada de proteínas presente en una amplia gama de organismos eucariotas , desde hongos hasta humanos. [ 10 ] Al analizarse a nivel de aminoácidos , Yippee de Drosophila melanogaster y YPEL1 mostraron un alto grado de homología (76%). Posteriormente, durante el análisis de secuencias del cromosoma 22 humano , los investigadores identificaron una familia de genes, YPEL1-YPEL5 , que presentaba una alta homología con el gen Yippee de Drosophila . [ 6 ]

El papel de YPEL3 como un nuevo supresor tumoral y su implicación en la proliferación celular se descubrieron durante experimentos para investigar la detención del ciclo celular dependiente de p53 . Mientras se investigaba la proteína supresora tumoral p53, los estudios de microarrays dirigidos a Hdmx y Hdm2 , ambos reguladores negativos de p53, revelaron a YPEL3 como un gen potencialmente regulado por p53 en células de cáncer de mama MCF7 . [ 8 ] La investigación de su función condujo al descubrimiento de que YPEL3 es una nueva proteína cuya actividad supresora del crecimiento se cree que está mediada a través de una vía de senescencia celular . [ 7 ]

Función

Regulación por p53

p53 es una proteína supresora de tumores codificada por el gen humano TP53, cuya función es prevenir el crecimiento celular descontrolado. p53 puede activarse en respuesta a una amplia variedad de factores de estrés celular, tanto oncogénicos como no oncogénicos. Como punto de control importante en una vía compleja, se ha demostrado que la p53 activada se une al ADN y regula transcripcionalmente genes que pueden mediar en diversos procesos de crecimiento celular, incluyendo la reparación del ADN , la detención del crecimiento, la senescencia celular y la apoptosis . [ 12 ] La importancia de la p53 funcional en la regulación del ciclo celular es evidente, ya que el 55% de los cánceres humanos presentan mutaciones en p53. [ 13 ]

Se descubrió que YPEL3 era un posible objetivo de p53 después de realizar un cribado de dichos genes en células de cáncer de mama MCF7 tras la inactivación por ARN de interferencia de inhibidores negativos de p53. [ 8 ] Tanto en líneas celulares humanas normales como tumorales, se ha demostrado que YPEL3 es un gen inducible por p53. Se han identificado dos posibles sitios de unión de p53, uno a 1,3 kbp en la región 5' del promotor de YPEL3 y otro aguas arriba del promotor de YPEL3 . [ 6 ]

Senescencia celular

Como parte de la respuesta de la vía p53 y su función antiproliferativa, la senescencia celular ha captado la atención por su relación de trabajo con los genes supresores de tumores . [ 14 ] Caracterizada por la capacidad limitada de las células normales cultivadas para dividirse, se ha demostrado que la senescencia se desencadena a través de la activación oncogénica (senescencia prematura) así como por el acortamiento de los telómeros como resultado de rondas sucesivas de replicación del ADN (senescencia replicativa). [ 15 ] Los rasgos distintivos reconocidos de la senescencia celular incluyen la tinción de beta-galactosidasa asociada a la senescencia (SA) y la aparición de focos heterocromáticos asociados a la senescencia (SAHF) dentro de los núcleos de las células senescentes. [ 16 ] [ 17 ]

Aunque estudios en líneas celulares precursoras mieloides murinas indicaron que YPEL3 tiene un papel en la apoptosis, la YPEL3 humana no demostró una respuesta apoptótica utilizando la escisión de la poli(ADP-ribosa) polimerasa en la fase sub-G1 como indicadores aceptados de muerte celular programada. [ 11 ] Se ha demostrado que YPEL3 desencadena la senescencia prematura cuando se estudia en fibroblastos humanos primarios IMR90 . Estudios en células de osteosarcoma U2OS y células de cáncer de mama MCF7 también han demostrado un aumento de la senescencia celular tras la inducción de YPEL3. [ 7 ] Como evidencia adicional de su función, se ha observado una expresión reducida de YPEL3 en líneas celulares de tumores de ovario, pulmón y colon. [ 7 ] [ 18 ]

Modificación epigenética

La epigenética estudia los cambios en la actividad génica que no implican alteraciones en el código genético, o ADN . En cambio, justo por encima del genoma se encuentran diversos marcadores epigenéticos que proporcionan instrucciones para activar o inactivar genes en distintos grados. Se ha reconocido que este silenciamiento o activación génica desempeña un papel importante en la diferenciación de las células nacientes y en diversas enfermedades humanas, incluido el cáncer . A diferencia de las mutaciones genéticas , los cambios epigenéticos se consideran reversibles, aunque se necesitan más estudios.

Dos métodos comunes de modificación epigenética son la metilación del ADN y la modificación de las histonas. Específicamente, se ha documentado la hipermetilación de las islas CpG (segmentos de ADN ricos en guanina y citosina) cerca de los promotores de genes supresores de tumores en líneas celulares tumorales específicas. En el caso de los genes supresores de tumores VHL (asociado a la enfermedad de von Hippel-Lindau), p16 , hMLH1 y BRCA1 (un gen asociado a la susceptibilidad al cáncer de mama), se ha demostrado que la hipermetilación de la isla CpG es un método de inactivación génica. [ 19 ]

Tanto la acetilación de histonas como la metilación del ADN se han estudiado como posibles mecanismos epigenéticos para regular la expresión de YPEL3. En células de carcinoma ovárico Cp70, se ha observado que la hipermetilación de una isla CpG inmediatamente anterior al promotor de YPEL3 reduce la expresión de YPEL3. [ 7 ] La hipermetilación observada en los promotores de genes supresores de tumores es específica del tipo de cáncer, lo que permite identificar cada tipo de tumor con un patrón individual. [ 20 ] Estos descubrimientos han llevado a los investigadores a estudiar marcadores epigenéticos como posibles herramientas de diagnóstico, factores pronósticos e indicadores de la respuesta al tratamiento de cánceres humanos, aunque se requiere un estudio continuo. [ 19 ]

Referencias

  1. 1 2 3 GRCh38: Versión 89 de Ensembl: ENSG00000090238 Ensembl , mayo de 2017
  2. 1 2 3 GRCm38: Versión 89 de Ensembl: ENSMUSG00000042675 Ensembl , mayo de 2017
  3. "Referencia humana de PubMed:" . Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
  4. "Referencia de PubMed sobre el ratón:" . Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE . UU .
  5. "Gen Entrez: Yippee-like 3 (Drosophila)" . Consultado el 16 de agosto de 2014 .
  6. 1 2 3 4 5 6 Hosono K, Sasaki T, Minoshima S, Shimizu N (2008). "Identificación y caracterización de una nueva familia de genes YPEL en un amplio espectro de especies eucariotas". Gene . 340 (1): 31– 43. doi : 10.1016/j.gene.2004.06.014 . PMID 15556292 . 
  7. 1 2 3 4 5 6 7 Kelley KD, Miller KR, Todd A, Kelley AR, Tuttle R, Berberich SJ (2010). " YPEL3, un gen regulado por p53 que induce la senescencia celular" . Cancer Research . 70 (9): 3566– 75. doi : 10.1158/0008-5472.CAN-09-3219 . PMC 2862112. PMID 20388804 .  
  8. 1 2 3 Heminger K, Markey M, Mpagi M, Berberich SJ (2009). "Alteraciones en la expresión génica y sensibilidad al estrés genotóxico tras la inactivación de HdmX o Hdm2 en células tumorales humanas que albergan p53 de tipo salvaje" . Aging . 1 ( 1): 89– 108. doi : 10.18632/aging.100008 . PMC 2783638. PMID 19946469 .  
  9. "AceView: Gene:YPEL3, una anotación completa de genes humanos, de ratón y de gusano con ARNm o ESTsAceView" .
  10. 1 2 Roxström-Lindquist K, Faye I (2001). "El gen Yippee de Drosophila revela una nueva familia de supuestas proteínas de unión al zinc altamente conservadas entre eucariotas". Insect Molecular Biology . 10 (1): 77– 86. doi : 10.1046/j.1365-2583.2001.00239.x . PMID 11240639 . S2CID 46559510 .  
  11. 1 2 Baker SJ (2003). "Una pequeña proteína apoptótica inestable, una proteína asociada a la apoptosis, suprime la proliferación de células mieloides" . Cancer Research . 63 (3): 705– 12. PMID 12566317 . 
  12. Levine AJ, Oren M (2009). " Los primeros 30 años de p53: cada vez más complejo" . Nature Reviews Cancer . 9 (10): 749– 58. doi : 10.1038/nrc2723 . PMC 2771725. PMID 19776744 .  
  13. Hollstein M, Sidransky D, Vogelstein B, Harris CC (1991). "Mutaciones de P53 en cánceres humanos" . Science . 253 (5015): 49– 53. Bibcode : 1991Sci ...253...49H . doi : 10.1126/science.1905840 . PMID 1905840. S2CID 38527914 .  
  14. Ventura A, Kirsch DG, McLaughlin ME, Tuveson DA, Grimm J, Lintault L, Newman J, Reczek EE, Weissleder R, Jacks T (2007). "La restauración de la función de p53 conduce a la regresión tumoral in vivo". Nature . 445 ( 7128): 661– 5. doi : 10.1038/nature05541 . PMID 17251932. S2CID 4373520 .  
  15. Campisi J (2005). " Células senescentes, supresión tumoral y envejecimiento del organismo: buenos ciudadanos, malos vecinos" . Cell . 120 (4): 513–22 . doi : 10.1016/j.cell.2005.02.003 . PMID 15734683. S2CID 9559146 .  
  16. Dimri GP, Lee X, Basile G, Acosta M, Scott G, Roskelley C, Medrano EE, Linskens M, Rubelj I, Pereira-Smith O (1995). "Un biomarcador que identifica células humanas senescentes en cultivo y en piel envejecida in vivo" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 92 (20): 9363– 7. Bibcode : 1995PNAS...92.9363D . doi : 10.1073/pnas.92.20.9363 . PMC 40985. PMID 7568133 .  
  17. Narita M, Nũnez S, Heard E, Narita M, Lin AW, Hearn SA, Spector DL, Hannon GJ, Lowe SW (2003). "Formación de heterocromatina mediada por Rb y silenciamiento de genes diana de E2F durante la senescencia celular" . Cell . 113 (6): 703–16 . doi : 10.1016 / S0092-8674(03)00401-X . PMID 12809602. S2CID 762586 .  
  18. Tuttle R, Simon M, Hitch DC, Maiorano JN, Hellan M, Ouellette J, Termuhlen P, Berberich SJ (18 de junio de 2011). "El gen Ypel3 asociado a la senescencia está regulado a la baja en tumores de colon humanos". Annals of Surgical Oncology . 18 (6): 1791– 6. doi : 10.1245/s10434-011-1558-x . PMID 21267786. S2CID 26038468 .  
  19. 1 2 Esteller M (2008). " Epigenética en el cáncer" (PDF) . New England Journal of Medicine . 358 (11): 1148– 59. doi : 10.1056/NEJMra072067 . hdl : 2445/176325 . PMID 18337604. S2CID 4636310 .  
  20. ^ Costello JF, Frühwald MC, Smiraglia DJ, Rush LJ, Robertson GP, ​​Gao X, Wright FA, Feramisco JD, Peltomäki P, Lang JC, Schuller DE, Yu L, Bloomfield CD, Caligiuri MA, Yates A, Nishikawa R, Su Huang H, Petrelli NJ, Zhang X, O'Dorisio MS, Held WA, Cavenee WK, Plass C (2000). "La metilación aberrante de la isla CpG tiene patrones no aleatorios y específicos del tipo de tumor". Genética de la Naturaleza . 24 (2): 132–8.doi : 10.1038 / 72785 . PMID 10655057 . S2CID 6273676 .