Función molecular de las proteínas Muscleblind en el

Se sabe que MBNL2 participa en la localización subcelular de transcritos como la ß-actina y la integrina α3 desde el núcleo a las adhesiones focales en la periferia celular para su traducción (Adereth et al., 2005). Wang y colaboradores demostraron que las proteínas Mbnl murinas están implicadas en el transporte de cientos de mRNAs a las membranas, siendo su traducción dependiente de Mbnl1. Además, la unión de Mbnl1 al extremo 3’UTR de los transcritos contribuye a la secreción de la proteína, probablemente mediante su localización en el retículo endoplasmático (Wang et al., 2012). También se ha implicado a las proteínas Muscleblind en la estabilidad de los RNAs mensajeros (Osborne et al., 2009; Du et al., 2010; Masuda et al., 2012).

29 Figura I4. Funciones nucleares y citoplasmáticas de MBNL. MBNL reprime o activa el splicing de transcritos en el núcleo. En el citoplasma la unión de MBNL a los extremos 3’UTRs dirige el transporte de los transcritos hacia el retículo endoplasmático rugoso. Por otro lado, los transcritos pueden ser dirigidos hacia la membrana para su traducción localizada, supuestamente mediante interacción con transportadores moleculares del citoesqueleto. Por último MBNL podría mediar la localización isoforma-específica de mRNA. Figura tomada de Wang et al., 2012. A pesar del gran número de funciones que desarrolla Muscleblind en el metabolismo del RNA (Fig I4), la función más estudiada es su papel como factores de splicing alternativo en el músculo esquelético, corazón y sistema nervioso. MBNL1 regula principalmente el cambio en el splicing que tiene lugar en la transición de feto a adulto en el tejido muscular, mientras MBNL2 realiza un papel similar en el cerebro (Poulos et al., 2013). Además, el papel de estas dos proteínas en la regulación del splicing parece ser intercambiable (Wang et al., 2012). El papel de MBNL3 en el splicing de transcritos es más dudoso,

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ya que parece no actuar como regulador del splicing alternativo in vivo aunque sí es capaz de promover el splicing de determinados exones in vitro (Ho et al., 2004). MBNL1 regula el splicing de transcritos que codifican proteínas estructurales del sarcómero (ZASP, Titina, Actinina y Troponina), de adhesion cellular y citoesqueleto (proteína LIM 1 de unión a Actina, Nrap y Fibronectina), o de excitación y contracción muscular (Serca1, ClC-1 y RyR) y señalización (INSR, Sorbs1 y MTMR1), todos ellos implicados en DM. De hecho, el 80% de los transcritos alterados en ratones modelo que expresan las repeticiones tóxicas, se encuentran también alterados en ratones deficientes para Mbnl1, sugiriendo que los cambios en el transcriptoma inducidos por las repeticiones CUG son dependientes de Mbnl1 (Du et al., 2010). Además, MBNL1 se une de manera directa al menos a tres de estos transcritos: Serca1, cTNT y TNNT3 (Ho et al., 2004; Hino et al., 2007; Warf & Berglund, 2007). Algunas de estas dianas están conservadas en distintos organismos a lo largo de la evolución. Así, los mutantes del gen mbl en Drosophila tienen defectos en el splicing de los transcritos ZASP y Troponina T (tnT) (Machuca-Tzili et al., 2006; Vicente-Crespo et al., 2008). Por otro lado, los dedos de zinc de las proteínas Muscleblind de Drosophila pueden unirse de manera específica a los transcritos cTNT humanos y la proteína MblC de mosca es capaz de promover el splicing del exón fetal F en los transcritos Tnnt3 de ratón (Goers et al., 2008; Vicente-Crespo et al., 2008), indicando que los mecanismos de reconocimiento de las proteínas Muscleblind son similares en organismos diferentes (Warf & Berglund, 2007; Yuan et al., 2007; Goers et al., 2008).

31 Las proteínas Muscleblind pueden desempeñar un papel tanto activador como represor del splicing alternativo de exones específicos, de hecho, estudios en ratón demostraron que aproximadamente la mitad de los exones regulados por Mbnl1 son incluidos mientras la otra mitad son excluidos (Du et al., 2010). Mediante análisis bioinformáticos se encontró un enriquecimiento en sitios de reconocimiento de MBNL1 aguas arriba de los exones reprimidos y aguas abajo de los exones incluidos (Goers et al., 2008). Esto sugiere la existencia de un efecto posicional según el cual la actividad de MBNL1 dependería de su posición respecto al exón regulado. Este tipo de efecto posicional también ha sido descrito para otros factores de splicing como NOVA o FOX (Ule et al., 2006; Yeo et al., 2009; Zhang et al., 2010). El modelo de represión mediado por MBNL1 fue propuesto por Warf y Berglund, los cuales demostraron que MBNL1 se une a estructuras en horquilla cerca del sitio 3’ de splicing del intrón 4 de la cTNT, estabilizándolas e inhibiendo la unión de la proteína U2AF65 (Warf & Berglund, 2007) (Fig. I5). MBNL1 estabilizaría esta estructura, impidiendo su reconocimiento por parte de otras proteínas de la maquinaria de splicing. La proteína U2AF65 forma parte de la maquinaria de splicing, siendo la unión de esta proteína al RNA el primer paso para el reclutamiento de esta maquinaria. U2AF65 se une al intrón 4 de los transcritos cTNT cuando éste se encuentra en forma de cadena sencilla, pero no cuando se encuentra en doble cadena. De esta manera, MBNL1 y U2AF65 se unirían al RNA de manera competitiva, por lo que la unión de MBNL1 inhibiría la inclusión del exón 5 (Warf & Berglund, 2007). El mecanismo por el que MBNL1 promueve la inclusión de exones

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aguas arriba de su sitio de unión no está claro. El enriquecimiento en sitios de unión a MBNL1 aguas abajo de un exón se ha relacionado directamente con la inclusión de ese exón, sin embargo el mecanismo por el que MBNL1 promueve la inclusión de exones no está claro (revisado en Fernandez-Costa et al., 2011).

Figura. I5. Modelo del papel represor de MBNL1 sobre el splicing del exón 5 en los transcritos cTNT. (A) En ausencia de MBNL1, la ribonucleoproteína U2 (U2 snRNP) se une a la cadena de polipirimidinas aguas arriba del exón 5, lo que recluta la maquinaria del espliceosoma a este sitio de splicing 3’ y se produce la inclusión del exón 5. (B) MBNL1 se une a los motivos YGCY del intrón situado aguas arriba y estabiliza la estructura de la horquilla impidiendo la unión del factor de reconocimiento U2, por lo que no se produce el reclutamiento de la maquinaria del

espliceosoma al sitio de splicing 3’ y se produce la exclusión del exón 5. Figura

tomada de Warf & Berglund, 2007.

4.3. Papel de las proteínas Muscleblind en la diferenciación terminal.