Estudio del proceso de modificación postraduccional de proteínas por unión del polipéptido sumo en condiciones simuladas de isquemia.

SUMO (Small Ubiquitin-like MOdifier) es un pequeño polipéptido compuesto por alrededor de 100 aminoácidos que orquesta una variedad de procesos en el interior celular. Se ha descrito que la SUMOilación (modificación postraduccional de proteínas por unión del polipéptido SUMO) tiene efectos neuroprotectores. Sin embargo, las proteínas diana y los mecanismos de regulación han sido poco investigados y se necesita un conocimiento exhaustivo de ello para poder realizar intervenciones con fines terapéuticos a través de la modificación de los niveles de SUMO. Para llevar a cabo esta investigación se sometieron células P19 en estado de proliferación así como neurodiferenciadas a tratamientos de estrés que produjeran escenarios simulados de isquemia, como condiciones de cultivo en ausencia de oxígeno y glucosa (OGD, Oxygen and Glucose Deprivation). Para conocer las proteínas dianas de SUMO es preciso purificarlas selectivamente, por lo que en este trabajo hemos puesto a punto un método para la purificación de las proteínas SUMOiladas (SUMOiloma). Así mismo, a través del uso de una línea celular de células P19 que expresaba de forma estable una construcción de SUMO2 etiquetado con una cola de 10 His hemos conseguido aislar dicho SUMOiloma en condiciones de OGD y tras restablecer las condiciones normales de cultivo (ROGD, Recover from OGD). A través de espectrometría de masas hemos hallado más de 200 proteínas diferentes modificadas por SUMO2 que, en gran proporción, realizan funciones relacionadas con el proceso de transcripción. Para estudiar los mecanismos de regulación por los cuales se producen variaciones en los niveles de SUMO en condiciones de isquemia es importante analizar los cambios en los niveles de expresión de los genes de las proteínas más importantes del ciclo de SUMOilación. En este trabajo hemos hallado que los niveles de expresión de los genes de varias SUMOproteasas descienden mientras que los de varias ligasas ascienden. La alteración de los niveles de expresión de varias proteínas identificadas en nuestro estudio proteómico (NAB2, OCT4 y SOX2), así como de sus mutantes no SUMOilables, y de proteínas del ciclo de SUMOilación como PIAS4, SENP3 y SENP7 produjo cambios significativos en los niveles de supervivencia celular en condiciones de OGD en células P19. Además, un análisis de supervivencia de pacientes con determinados tipos de cáncer correlacionó en el mismo sentido con los niveles de expresión de algunos de estos genes de proteínas del ciclo de SUMOilación. Por todo ello, debido a los efectos que produjeron en los niveles de apoptosis celular en condiciones de OGD así como por su correlación con los niveles de supervivencia de pacientes con varios tipos de cáncer, en este trabajo se han identificado una serie de proteínas participantes en el ciclo de SUMOilación que son candidatos prometedores para la intervención terapéutica tanto en relación al cáncer como a la isquemia

Estudio del proceso de modificación postraduccional de proteínas por unión del polipéptido sumo en condiciones simuladas de isquemia

Tesis llevada a cabo para conseguir el grado de Doctor por la Universidad de Sevilla.--2018-09-21.--Sobresaliente Cum LaudeSUMO (Small Ubiquitin-like MOdifier) es un pequeño polipéptido compuesto por alrededor de 100 aminoácidos que orquesta una variedad de procesos en el interior celular. Se ha descrito que la SUMOilación (modificación postraduccional de proteínas por unión del polipéptido SUMO) tiene efectos neuroprotectores. Sin embargo, las proteínas diana y los mecanismos de regulación han sido poco investigados y se necesita un conocimiento exhaustivo de ello para poder realizar intervenciones con fines terapéuticos a través de la modificación de los niveles de SUMO. Para llevar a cabo esta investigación se sometieron células P19 en estado de proliferación así como neurodiferenciadas a tratamientos de estrés que produjeran escenarios simulados de isquemia, como condiciones de cultivo en ausencia de oxígeno y glucosa (OGD, Oxygen and Glucose Deprivation). Para conocer las proteínas dianas de SUMO es preciso purificarlas selectivamente, por lo que en este trabajo hemos puesto a punto un método para la purificación de las proteínas SUMOiladas (SUMOiloma). Así mismo, a través del uso de una línea celular de células P19 que expresaba de forma estable una construcción de SUMO2 etiquetado con una cola de 10 His hemos conseguido aislar dicho SUMOiloma en condiciones de OGD y tras restablecer las condiciones normales de cultivo (ROGD, Recover from OGD). A través de espectrometría de masas hemos hallado más de 200 proteínas diferentes modificadas por SUMO2 que, en gran proporción, realizan funciones relacionadas con el proceso de transcripción. Para estudiar los mecanismos de regulación por los cuales se producen variaciones en los niveles de SUMO en condiciones de isquemia es importante analizar los cambios en los niveles de expresión de los genes de las proteínas más importantes del ciclo de SUMOilación. En este trabajo hemos hallado que los niveles de expresión de los genes de varias SUMOproteasas descienden mientras que los de varias ligasas ascienden. La alteración de los niveles de expresión de varias proteínas identificadas en nuestro estudio proteómico (NAB2, OCT4 y SOX2), así como de sus mutantes no SUMOilables, y de proteínas del ciclo de SUMOilación como PIAS4, SENP3 y SENP7 produjo cambios significativos en los niveles de supervivencia celular en condiciones de OGD en células P19. Además, un análisis de supervivencia de pacientes con determinados tipos de cáncer correlacionó en el mismo sentido con los niveles de expresión de algunos de estos genes de proteínas del ciclo de SUMOilación. Por todo ello, debido a los efectos que produjeron en los niveles de apoptosis celular en condiciones de OGD así como por su correlación con los niveles de supervivencia de pacientes con varios tipos de cáncer, en este trabajo se han identificado una serie de proteínas participantes en el ciclo de SUMOilación que son candidatos prometedores para la intervención terapéutica tanto en relación al cáncer como a la isquemia. [Ver menos]Este trabajo ha sido financiado por los siguientes proyectos y becas: - Plan Nacional del Ministerio de Economía, Industria y Competitividad - Proyecto de la Consejería de Economía, Innovación y Ciencia de la Junta de Andalucía - EMBO (European Molecular Biology Organization) Short Term Fellowship - Becas Talentia de la Junta de Andalucía - Ayudas para la formación de profesorado universitario (FPU) del Ministerio de Educación, Cultura y DeportePeer reviewe

Sumoylation in the developing neural tube

Trabajo presentado al 22nd IUBMB & 37th FEBS Congress: From Single Molecules to Systems Biology, celebrado en Sevilla (España) del 4 al 9 de septiembre de 2012Proliferation and differentiation are critical processes during development. In this context, the developing neural tube is a major field of study due to potential application of the obtained results in the treatment of central nervous system lesions and neurodegenerative diseases. The understanding of the involved mechanisms depends on the identification and characterization of the regulatory events and signaling pathways that lead to the correct progression of development. A signaling system that increases its relevance, specially concerning transcriptional regulation, is the protein modification by SUMO. SUMO (Small Ubiquitin-like MOdifier) is a small polypeptide, similar to ubiquitin, attaching covalently to other proteins as a post-translational modifier. The modification process shares several similarities with ubiquitination, as the presence of an activating E1 enzyme and a conjugating E2 enzyme, which transfers SUMO to the target protein. In most of the cases, this process is facilitated by an E3 ligase. To this point, the family of proteins PIAS has been widely studied. Sumoylation has been related to transcriptional regulation, nucleus-cytoplasm transport, genomic and protein stability and enzymatic modulation. In the neural landscape, modification by SUMO has been studied in synapses and neurodegenerative diseases, but a role in neural development is still unclear. Taking into consideration that SUMO modification is essential in eukaryotes and relevant for transcriptional regulation and many other functions, its implication in neural development is needed. In this work, we have investigated the role of sumoylation during the development of the vertebrate central nervous system by electroporation of SUMO molecules and ligases of the PIAS family.Peer Reviewe

The transcription factor Krox20 is an E3 ligase that sumoylates its Nab coregulators

Covalent attachment of small ubiquitin-like modifier (SUMO) to proteins regulates many processes in the eukaryotic cell. This reaction is similar to ubiquitination and usually requires an E3 ligase for substrate modification. However, only a few SUMO ligases have been described so far, which frequently facilitate sumoylation by bringing together the SUMO-conjugating enzyme Ubc9 and the target protein. Ubc9 is an interaction partner of the transcription factor Krox20, a key regulator of hindbrain development. Here, we show that Krox20 functions as a SUMO ligase for its coregulators-the Nab proteins-and that Nab sumoylation negatively modulates Krox20 transcriptional activity in vivo. © 2011 EuropeEan MoleEcular Biology Oorganization.This work was supported by BFU2009-10986/BMC (MICINN) and Intramural 200920I085 (CSIC) grants.Peer Reviewe

SENP7 overexpression protects cancer cells from oxygen and glucose deprivation and associates with poor prognosis in colon cancer.

To the Editor, Constricted oxygen and glucose supplies are common conditions that healthy cells following a stress such an ischemic insult as well as cancer cells within a solid tumor need to overcome in order to survive. These conditions are a serious challenge for cells, which accurately measure the impact to make a life or death decision. In cancer cells, aberrant gene expression and/or protein regulation, frequently linked to appearing mutations, may confer selective advantages to survive under these adverse conditions. In the past years, cumulative evidence indicates that protein modification by covalent attachment of the Small Ubiquitin-like MOdifier (SUMO) plays a role in cell survival after oxygen and glucose deprivation (OGD).1 Sumoylation involves maturation of SUMO, E1 (SAE1/UBA2)-mediated activation and transfer to the E2 conjugating enzyme (UBC9), to be attached to target proteins, which is frequently facilitated by a E3 ligase, with PIAS as the most investigated proteins.2 Specific SUMO proteases such as the SENP family members are involved in maturation and recycling SUMO from targets.2 SUMO is essential in vertebrates, participates in most physiological processes and is associated with cancer.2 Three functional SUMO molecules have been identified in humans: SUMO1, 2 and 3. SUMO2 and 3, usually referred to as SUMO2/3, are highly homologous and undistinguishable, and are abundant in the cell as unconjugated to rapidly modify proteins in response to OGD.1 From the initial observation of increased SUMO2/3 conjugation in squirrel brain during hibernation torpor a number of reports have described protection effects of sumoylation in ischemic/reperfusion models, and established better outcomes in cell viability associated with SUMO or UBC9 overexpression and worse outcomes associated with SUMO silencing or SENP1 overexpression.1 However, sumoylation of heterochromatin protein 1 α (HP1α) has been linked to senescence in cancer cells.3 To define molecular relevant aspects of SUMO-mediated response to OGD, we have investigated gene expression regulation of the sumoylation pathway components. Notably we found that Senp7 gene and protein are downregulated in OGD-treated cancer cells. Interestingly, SENP7 overexpression under these conditions increased cell survival, while downregulation potentiated OGD-triggered apoptosis. In contrast, SENP3 promoted cell death. These observations are in agreement with prevalent amplification of SENP7 and deletion of SENP3 genomic regions in many cancer types. More importantly, in colon cancer, high expression of SENP7 correlated with both, poor prognosis and higher transformation degree.This work was supported by MICIN/AEI/10.13039/501100011033, Spain/ERDF “A way to make Europe”, European Union (No. PGC2018-094232-B-I00); CEICE, Junta de Andalucía, Spain (No. CTS 2064). JF C–V was supported by MICIN/AEI/10.13039/501100011033, Spain/ESF “Investing in your future”, European Union (contract No. BES-2016-076500)

Nitric Oxide Synthase Type III Overexpression By Gene Therapy Exerts Antitumoral Activity In Mouse Hepatocellular Carcinoma

Hepatocellular carcinoma develops in cirrhotic liver. The nitric oxide (NO) synthase type III (NOS-3) overexpression induces cell death in hepatoma cells. The study developed gene therapy designed to specifically overexpress NOS-3 in cultured hepatoma cells, and in tumors derived from orthotopically implanted tumor cells in fibrotic livers. Liver fibrosis was induced by CCl4 administration in mice. Hepa 1-6 cells were used for in vitro and in vivo experiments. The first generation adenovirus was designed to overexpress NOS-3 (or GFP) and luciferase cDNA under the regulation of murine alpha-fetoprotein (AFP) and Rous Sarcoma Virus (RSV) promoters, respectively. Both adenoviruses were administered through the tail vein two weeks after orthotopic tumor cell implantation. AFP-NOS-3/RSV-Luciferase increased oxidative-related DNA damage, p53, CD95/CD95L expression and caspase-8 activity in cultured Hepa 1-6 cells. The increased expression of CD95/CD95L and caspase-8 activity was abolished by l-NAME or p53 siRNA. The tail vein infusion of AFP-NOS- 3/RSV-Luciferase adenovirus increased cell death markers, and reduced cell proliferation of established tumors in fibrotic livers. The increase of oxidative/nitrosative stress induced by NOS-3 overexpression induced DNA damage, p53, CD95/CD95L expression and cell death in hepatocellular carcinoma cells. The effectiveness of the gene therapy has been demonstrated in vitro and in vivo

El reto de Lacimurga : una propuesta educativa para fomentar las habilidades personales emprendedoras en la comunidad educativa

El trabajo obtuvo un premio de la modalidad B de los Premios Tomás García Verdejo a las buenas prácticas educativas en la Comunidad Autónoma de Extremadura para el curso académico 2012/2013Se describe un proyecto llevado a cabo en el IES Lacimurga (Navalvillar de Pela, Badajoz) que consisitió en llevar a cabo un conjunto de actividades de carácter interdisciplinar y transversal en las que participase toda la comunidad educativa, con objeto de fomentar la convivencia escolar y de desarrollar en los alumnos habilidades personales como la empatía, la creatividad, la tenacidad, la toma de decisiones, la responsabilidad, el autocontrol, el sentido crítico y el liderazgoExtremaduraES

Embarcados en el emprendimiento

El trabajo obtuvo un Premio Tomás García Verdejo a las buenas prácticas educativas en el Comunidad Autónoma de Extremadura para el curso 2021/2022. Modalidad BSe presenta un proyecto llevado a cabo en el IES Lacimurga Constantia Iulia de Navalvillar de Pela (Badajoz) en el que se pretendía fomentar el espíritu emprendedor de los alumnos a través de actividades organizadas desde distintas área. Otros objetivos de la propuesta eran: implicar a la comunidad educativa en el proyecto; trabajar competencias que por su naturaleza no se asocian directamente a un área concreta de contenidos, como son aprender a aprender, competencia social y cívica y sentido de la iniciativa y espíritu emprendedor y afianzar contenidos curriculares desde otra perspectiva de aprendizaje, fomentando el aprender a aprender y el emprendimientoES