Role of the atypical CDK activator RINGO beyond meiosis

Abstract

The cell cycle is orchestrated by the periodic activation of Cyclin-dependent kinases (CDKs). The enzymatic activity of CDKs depends on their association with cyclins, however, in some cases these kinases can be activated by non-cyclin proteins. RINGO is an atypical CDK activator which regulates the meiotic maturation of Xenopus oocytes and has been recently described as essential for meiotic prophase in mouse. As an activator of CDKs, RINGO has a potential role in cell cycle regulation. CDK regulation by RINGO has been extensively studied in vitro. However, the implication of RINGO in particular cellular processes is poorly understood. Moreover, very little is known about RINGO functions in vivo beyond meiosis.

This thesis has addressed the functional relevance of mammalian RINGO proteins in somatic cells, both during homeostasis and in cancer. We have characterized the effects of RingoA knock-down in human cells and found changes in cell cycle progression as well as reduced cell viability. In an attempt to reveal the RingoA interactome, an unbiased proteomic approach was used, which allowed the identification of the cohesin complex and ANKRD11 as new RingoA interactors. Moreover, we describe the expression of endogenous RingoA during the cell cycle of human cells and show that it is present in nuclear speckles. The study of RingoA expression in vivo using a reporter system and gene expression analysis pointed to the brain as the somatic tissue where RingoA is most expressed. We have also analyzed genetically modified mice and found that RingoA and RingoB are not essential for somatic tissue homeostasis. Nevertheless, RingoA is expressed in the sub-ventricular zone of the adult mouse brain and is important for neural stem cell self-renewal ex vivo. Finally, using the Polyoma middle T mammary tumorigenesis model, we showed that RingoA and RingoB are required for tumor growth.

El cicle cel·lular és orquestrat per l’activació periòdica de les quinases dependents de ciclines (CDKs). L’activitat enzimàtica de les CDKs depèn de la seva associació amb ciclines, no obstant hi ha excepcions on aquestes quinases poden ser activades per proteïnes no englobades en la família de les ciclines. RINGO n’és un exemple; aquesta proteïna és un activador atípic de CDKs que regula la maduració meiòtica dels oòcits de Xenopus. A més, recentment també s’ha descrit com a essencial en la profase meiòtica i progrés meiòtic en ratolins. RINGO, com a activador de CDKs, té un rol potencial en la regulació del cicle cel·lular. La regulació d’aquestes quinases per RINGO s’ha estudiat en detall in vitro però poc se sap de la implicació de RINGO en processos cel·lulars. A més no se sap gairebé res de la funció de RINGO in vivo més enllà de la meiosi.

En aquesta tesi s’estudia la rellevància funcional de les proteïnes RINGO de mamífers en cèl·lules somàtiques, durant condicions homeostàtiques i càncer. S’han caracteritzat els efectes del knock-down de RingoA en cèl·lules humanes i trobat canvis en la viabilitat i cicle cel·lular d’aquestes. Amb l’objectiu de revelar l’interactoma de RINGO, s’ha utilitzat un cribratge de proteòmica que ha permès la identificació del complex de cohesines i la proteïna ANKRD11 com interactors de RingoA. A més, s’ha descrit l’expressió de RingoA durant el cicle cel·lular de cèl·lules humanes i descobert que està present en nuclear speckles. L’estudi de l’expressió de RingoA utilitzant un sistema reporter i l’anàlisis de l’expressió gènica ha permès la identificació del cervell com el teixit somàtic amb més expressió de RingoA. Mitjançant l’estudi de models de ratolí modificats genèticament s’ha demostrat que RingoA i RingoB no són essencials per la homeòstasi de teixits somàtics. No obstant, RingoA s’expressa en la zona sub-ventricular del cervell adult i és important per la renovació de cèl·lules mare ex vivo. Per últim, utilitzant el model tumoral Polyoma middle T, que permet la generació de tumors mamaris en ratolí, s’ha demostrat que RingoA i RingoB són importants en el creixement tumoral.