Regulación de la quinasa vrk1 por Plk3 y su implicación en la dinámica del aparato de Golgi en división celular

Resumen

La quinasa VRK1 tiene diversas funciones en el ciclo celular siendo necesaria en salida de G0, en la transición G1/S y en mitosis con funciones como la fosforilación de la histona H3 que es clave para la condensación de la cromatina y la fosforilación de BAF relacionada con la dinámica de la envuelta nuclear. En este trabajo se ha identificado una nueva función de VRK1: su participación en una de las rutas de señalización que llevan a la fragmentación del aparato de Golgi al inicio de mitosis, lo que es necesario para el reparto de este orgánulo subcelular entre las dos células hijas. VRK1 se establece como una nueva quinasa situada por debajo de las quinasas MEK1-Plk3. Plk3 interacciona y fosforila a VRK1 en serina 342, identificándose como la primera modificación postraduccional descrita para esta quinasa. Esta fosforilación activa a VRK1 y es clave en la dinámica del aparato de Golgi en división celular. Tanto MEK1 como Plk3 sobreexpresadas en células en cultivo asincrónico inducen la fragmentación del aparato de Golgi. Sin embargo, en presencia de un mutante de VRK1 inactivo (VRK1K179E) o un mutante no fosforilable en Ser342 (VRK1S342A) bloquean el proceso, lo que indica que las tres quinasas constituyen parte de una misma ruta de señalización y que la fosforilación de VRK1 por Plk3 en serina 342 es clave en esta ruta. Además, la depleción de VRK1 también bloquea la fragmentación inducida por MEK1 y Plk3. Por último, técnicas proteómicas han identificado como posible efector de esta ruta a la ATPasa VCP que además de interaccionar con VRK1 es fosforilada por ella. Por lo tanto, se ha descrito una nueva función de VRK1 en mitosis. Así, MEK1-Plk3-VRK1 forman un módulo de señalización que se activa en mitosis participando en el proceso de fragmentación del aparato de Golgi.