Efectos de la señalización de la Neurogenina3 y su localización intracelular en el desarrollo de las neuronas del hipocampo

Resumen

El gen proneural neurogenina3 (ngn3) se expresa en todas las áreas de la capa piramidal del hipocampo y en la capa granular del giro dentado. Nuestros estudios mostraron que la proteína neurogenina3 (Ngn3) no sólo se localiza en el núcleo, como era de esperar al ser un factor de transcripción, sino también en el citoplasma de las neuronas de hipocampo. Los experimentos de expresión temporal con neuronas de hipocampo infectadas con el virus que sobre-expresa la proteína myc-Ngn3, mostraron que la proteína se localiza primero en el núcleo y posteriormente en el citoplasma. Los análisis de la localización subcelular de Ngn3 en los diferentes estadios de desarrollo de las neuronas de hipocampo en cultivo indicaron que la Ngn3 se encuentra mayoritariamente en el citoplasma durante la polarización y dendritogénesis neuronal. Asimismo, el tratamiento con LMB indujo acumulación nuclear de Ngn3 y un descenso del número de dendritas primarias, de su longitud y de sus ramificaciones, lo que indica un papel de la Ngn3 en el proceso de dendritogénesis y que la exportación nuclear de Ngn3 está mediada por la exportina CRM1, ya que en la secuencia aminoacídica de la Ngn3 se encuentra una señal de exportación (NES) específica. La mutación de un residuo de leucina a alanina (L135A) sobre la NES, resultó esencial para la exportación nuclear de Ngn3, y supuso un descenso del número de dendritas primarias y del número de sinapsis totales. En el citoplasma la Ngn3 se asocia a los microtúbulos y previene su despolimerización. Como factor de transcripción la Ngn3 está implicada en la dendritogénesis y sinaptogénesis por lo que llevamos a cabo la caracterización de la ruta de señalización regulada por dicha proteína. En neuronas que sobre-expresaban Ngn3 mediante infección viral mostraron un incremento del ARNm y de la proteína formina1 (Fmn1), la sobre-expresión de Fmn1 en neuronas de hipocampo en cultivo generaba un aumento en el número de dendritas primarias. Estos efectos en la expresión génica y en la dendritogénesis se contrarrestaron mediante el uso de siARNs dirigidos contra el gen fmn1. Es más en neuronas que sobre-expresaban Ngn3 y siARNs presentaban menos dendritas que aquellas que sólo sobre-expresaban Ngn3. Estos resultados sugieren que la Ngn3, en su función como factor de transcripción, controla la expresión de fmn1, y que la Fmn1 promueve la dendritogénesis en neuronas de hipocampo en cultivo. Asimismo, el presente estudio muestra que tanto la inhibición química como la deleción génica de la proteína mitocondrial UCP2 conllevan disminución del número de dendritas primarias, del número de sinapsis totales y del tamaño del soma neuronal, lo que indica el papel crítico de UCP2 en el desarrollo de las neuronas de hipocampo.