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Publication
Role of the transcriptional regulator FHL2: identification of fish target genes and regulatory mechanisms
| Name: | Description: | Size: | Format: | |
|---|---|---|---|---|
| 5.98 MB | Adobe PDF |
Authors
Advisor(s)
Abstract(s)
Four and a half LIM domains protein 2 (FHL2) is a multifunctional molecule,
recognized for its involvement in central cellular regulatory mechanisms, including
gene transcription, signal transduction and modulation of cytoskeleton architecture.
Physiologically, FHL2 was shown to be associated with bone metabolism, skin wound
healing response and muscle regeneration process. Despite many studies to unveil
mechanisms of FHL2 action, all of them using mammalian models, available data are
still insufficient to fully understand its physiological role, particularly during early
development. This work presents original insights on FHL2 tissue patterning and
mechanisms of action using the teleost gilthead seabream (S. aurata, L.) as a
vertebrate model.
First, we collected evidence that FHL2 transcript is strongly associated with
development of fish craniofacial musculature and it is specific for red/slow muscle cells
never described before. Then, and to better characterise the relevance of FHL2 on
tissue mineralization, we engineered seabream VSa16 pre‐osteoblastic cell line to
overexpress the corresponding protein. Surprisingly, extracellular matrix
mineralization capacity was impaired and cells dedifferentiated through an epithelialmesenchymal
transition‐like mechanism, known to be involved in progression of cells
towards a cancer phenotype and their capacity of migration. This finding is extremely
relevant since FHL2 has been repeatedly related with various cancer types. Finally, and
although experimental data is still missing, we also present human transcriptional data
towards a possible link between FHL2 gene expression and cancerous tissues.
In addition, protein structure and phylogenetic studies indicate that FHL2 protein is
remarkably conserved among vertebrate species. We propose that protein function
has been conserved from fish to human and that fish is therefore a suitable vertebrate
model to further study mechanisms of FHL2 action.
A proteína FHL2 (Four and a half LIM domains protein 2) é uma molécula multifuncional, reguladora do metabolismo celular através do seu envolvimento em mecanismos como a transcrição genética, transdução de sinal ou organização do citosqueleto. Em termos fisiológicos, a FHL2 está associada ao metabolismo do osso, processo de cicatrização da pele e regeneração muscular. Actualmente, todos os estudos para compreender os mecanismos moleculares de acção da FHL2 são restritos a modelos de mamífero, sendo a informação disponível acerca da sua função ainda insuficiente, especialmente durante o desenvolvimento. Este trabalho apresenta uma nova abordagem ao estudo da FHL2 usando como modelo vertebrado a dourada (S. aurata, L.), um peixe teleósteo. Pela primeira vez é feita a descrição da expressão da FHL2 durante o desenvolvimento da musculatura craniofacial, sendo identificada como específica para as fibras musculares vermelhas/lentas. Por outro lado, para caracterizar a importância da FHL2 na mineralização tecidular, utilizou‐se a linha celular VSa16 (pré‐osteoblastos) para sobreexpressar esta proteína. Curiosamente, a capacidade de mineralização da matriz extracelular diminuiu drasticamente e as células rediferenciaram‐se assumindo um fenótipo do tipo epitélio‐mesenquimal, um mecanismo reconhecido pela sua relevância na progressão e migração de células cancerígenas. Esta descoberta revelase extremamente importante, uma vez que a FHL2 tem sido repetidamente associada ao diagnóstico de cancro. Apesar de ainda não termos a informação experimental para o confirmar, descrevemos neste trabalho um novo nível de desregulação da FHL2 humana associada ao cancro através da descrição de uma elevada diversidade de transcritos. Finalmente, estudos de conservação das estruturas primária e terciária da proteína e da sua filogenia sugerem que a proteína é altamente conservada inter‐espécies, incluindo genes ortólogos de espécies tão distintas como os peixes e mamíferos, sugerindo uma função conservada e validando a utilização de peixes como modelo para investigar a função/regulação da FHL2 em vertebrados.
A proteína FHL2 (Four and a half LIM domains protein 2) é uma molécula multifuncional, reguladora do metabolismo celular através do seu envolvimento em mecanismos como a transcrição genética, transdução de sinal ou organização do citosqueleto. Em termos fisiológicos, a FHL2 está associada ao metabolismo do osso, processo de cicatrização da pele e regeneração muscular. Actualmente, todos os estudos para compreender os mecanismos moleculares de acção da FHL2 são restritos a modelos de mamífero, sendo a informação disponível acerca da sua função ainda insuficiente, especialmente durante o desenvolvimento. Este trabalho apresenta uma nova abordagem ao estudo da FHL2 usando como modelo vertebrado a dourada (S. aurata, L.), um peixe teleósteo. Pela primeira vez é feita a descrição da expressão da FHL2 durante o desenvolvimento da musculatura craniofacial, sendo identificada como específica para as fibras musculares vermelhas/lentas. Por outro lado, para caracterizar a importância da FHL2 na mineralização tecidular, utilizou‐se a linha celular VSa16 (pré‐osteoblastos) para sobreexpressar esta proteína. Curiosamente, a capacidade de mineralização da matriz extracelular diminuiu drasticamente e as células rediferenciaram‐se assumindo um fenótipo do tipo epitélio‐mesenquimal, um mecanismo reconhecido pela sua relevância na progressão e migração de células cancerígenas. Esta descoberta revelase extremamente importante, uma vez que a FHL2 tem sido repetidamente associada ao diagnóstico de cancro. Apesar de ainda não termos a informação experimental para o confirmar, descrevemos neste trabalho um novo nível de desregulação da FHL2 humana associada ao cancro através da descrição de uma elevada diversidade de transcritos. Finalmente, estudos de conservação das estruturas primária e terciária da proteína e da sua filogenia sugerem que a proteína é altamente conservada inter‐espécies, incluindo genes ortólogos de espécies tão distintas como os peixes e mamíferos, sugerindo uma função conservada e validando a utilização de peixes como modelo para investigar a função/regulação da FHL2 em vertebrados.
Description
Tese de dout., Bioquímica (Biologia Celular e Molecular), Faculdade de Ciências e Tecnologia, Univ. do Algarve, 2011
Keywords
Biologia celular Biologia molecular Sparus aurata Dourada Teleósteo Desenvolvimento Crescimento Proteínas Músculo