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Title: DNA damage-dependent regulation of MyoD function
Authors: Simonatto, Marta
Supervisore/Tutore: Del Sal, Giannino
Puri, Pier Lorenzo
Issue Date: 21-Apr-2009
Publisher: Università degli studi di Trieste
Abstract: Durante la rigenerazione muscolare, le cellule progenitrici sono esposte ad una serie di stimoli extracellulari che coordinano la loro attivazione, proliferazione e differenziamento. Al tempo stesso, tuttavia, l’ambiente rigenerativo, stimolando la sintesi del DNA e aumentando lo stato di ossidazione intracellulare, costituisce una fonte di stress genotossico, come mostriamo in vivo in questo lavoro. Uno studio svolto in precedenza nel nostro laboratorio ha identificato e caratterizzato il checkpoint differenziativo, un processo che blocca il differenziamento in progenitori muscolari sottoposti a trattamenti genotossici. A livello molecolare il checkpoint differenziativo si realizza attraverso la fosforilazione da parte della kinasi attivata da danno al DNA c-Abl, di MyoD, il gene cardine del differenziamento muscolare. In questo lavoro dimostriamo che la fosforilazione di MyoD da parte di c-Abl e’ associata alla formazione di un complesso multiproteico contenente proteine coinvolte nel riparo del DNA piuttosto che co-attivatori trascrizionali. Dimostriamo infatti che la sequenza riconosciuta da c-Abl, e la conseguente fosforilazione dopo danno, distingue MyoD dal gene paralogo Myf5 e dagli altri fattori di trascrizione muscolari, suggerendo un ruolo peculiare per MyoD nel mantenimento dell’integrita’ genomica in precursori muscolari. Gli esperimenti presenti nel lavoro dimostrano che, dopo danno al DNA, MyoD e’ reclutato sui promotori dei geni muscolo specifici, in maniera dipendente da c-Abl. Inoltre dopo danno al DNA MyoD recluta proteine coinvolte nel riparo, piuttosto che nella trascrizione. Dimostriamo infine che la fosforilazione di MyoD da parte di c-Abl e’ necessaria, in seguito a danno al DNA, per la sopravvivenza cellulare e per il riparo. Questi risultati identificano un nuovo meccanismo di riparo del DNA, mediato da un fattore di trascrizione tessuto specifico. Ulteriori studi potranno rivelare importanti risvolti in campo medico, come un possibile coinvolgimento del fenomeno descritto nella mantenimento del numero e dell’efficienza di progenitori muscolari nel corso della vita. --------------------------------------------------------------
During muscle regeneration, muscle progenitor cells are exposed to environmental cues that coordinate their activation, proliferation, and differentiation. These cues generate a genotoxic rich environment, by stimulating DNA synthesis and increasing the intracellular oxidation, as we here describe in vivo during muscle regeneration. Our lab has previously identified a DNA damage-activated differentiation checkpoint that inhibits the differentiation program in muscle progenitors exposed to genotoxic drugs. The differentiation checkpoint is achieved through the tyrosine phosphorylation of the master gene of muscle differentiation, MyoD, by DNA damage-activated c-Abl kinase. Here we show that MyoD phosphorylayion by c-Abl is associated to the formation of a complex containing dna repair proteins rather than transcriptional coactivators. We demonstrate that the cAbl consensus site discriminates MyoD from the functional paralog Myf5 and from other muscle bHLH proteins, suggesting a specific role for MyoD in maintenance genome integrity in undifferentiated muscle precursor cells. Importantly we show that upon genotoxic treatment MyoD is recruited to muscle specific promoters under proliferative conditions, depending on c-Abl phosphorylation. Of note DNA damage-dependent MyoD activation is required for DNA damage responsive proteins recruitment instead of transcription activation. Finally we show that cAbl dependent MyoD phosphorylation is required for cell survival and DNA-repair upon genotoxic insults. These results identify a novel transcription factor-mediated, tissue-specific, DNA repair mechanism. Further investigations would reveal the pathophysiological significance of this novel MyoD-associated function, such as novel mechanism that regulate satellite cell number and activity and can be implicated in the maintenance of the integrity of muscle regeneration in adult organisms.
metadata.dc.subject.classification: MEDICINA MOLECOLARE
Description: 2007/2008
Keywords: DNA damage
Differentiation checkpoint
MyoD
transcription and repair
Language: en
Type: Doctoral Thesis
Settore scientifico-disciplinare: MED/09 MEDICINA INTERNA
NBN: urn:nbn:it:units-7455
Appears in Collections:Scienze mediche

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