Hacia un atlas subcelular y funcional de AKT : descifrando el rol de AKT en speckles nucleares

Vila, Antonella Sofía

Registro:

Documento:	Tesis Doctoral
Título:	Hacia un atlas subcelular y funcional de AKT : descifrando el rol de AKT en speckles nucleares
Título alternativo:	Towards a subcellular and functional atlas of AKT : deciphering the role of AKT in nuclear speckles
Autor:	Vila, Antonella Sofía
Editor:	Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Lugar de trabajo:	Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular. Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional (IB3)
Fecha de defensa:	2025-07-29
Fecha en portada:	Julio 2025
Grado Obtenido:	Doctorado
Título Obtenido:	Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Ciencias Biológicas
Departamento Docente:	Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular
Director:	Blaustein Kappelmacher, Matías
Director Asistente:	Colman Lerner, Alejandro Ariel
Consejero:	Srebrow, Anabella
Jurado:	Unsain, Nicolás; Levi, Valeria; Boccaccio, Graciela Lidia
Idioma:	Español
Palabras clave:	AKT; INTERACTOMA DE AKT; ATLAS SUBCELULAR; ATLAS FUNCIONAL; SPECKLES NUCLEARES; PROTEINAS SR; SF2/SRSF1AKT; AKT INTERACTOME; SUBCELLULAR ATLAS; FUNCTIONAL ATLAS; NUCLEAR SPECKLES; SR PROTEINS; SF2/SRSF1
Formato:	PDF
Handle:	https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7786_Vila
PDF:	https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/tesis/tesis_n7786_Vila.pdf
Registro:	https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/tesis/document/tesis_n7786_Vila
Ubicación:	BIO 007786
Derechos de Acceso:	Esta obra puede ser leída, grabada y utilizada con fines de estudio, investigación y docencia. Es necesario el reconocimiento de autoría mediante la cita correspondiente. Vila, Antonella Sofía. (2025). Hacia un atlas subcelular y funcional de AKT : descifrando el rol de AKT en speckles nucleares. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7786_Vila

Resumen:

AKT es una proteína quinasa de serinas/treoninas clave en la regulación de procesos biológicos esenciales, tales como el crecimiento celular, la proliferación, el metabolismo y la supervivencia. Su desregulación se ha asociado con diversas patologías, especialmente el cáncer. Cada vez se identifican más compartimentos subcelulares a los que AKT puede ser reclutado, así como un número creciente de sustratos, superando las 300 proteínas blanco. Sin embargo, aún no se comprende bien cómo su relocalización a diferentes destinos celulares afecta su especificidad y funciones. En este trabajo, utilizamos una combinación de herramientas bioinformáticas para realizar un análisis espacial del interactoma de AKT y construir un Atlas Subcelular y Funcional de AKT, que vincula las localizaciones subcelulares con procesos biológicos, enfermedades y compuestos farmacológicos. Este Atlas reveló un enriquecimiento particular de sustratos e interactores de AKT asociados al procesamiento de ARN y a los speckles nucleares, compartimentos sin membrana, ricos en factores de splicing y proteínas involucradas en la regulación transcripcional. Este análisis nos llevó a demostrar experimentalmente que AKT se localiza en los speckles nucleares, predominantemente en su periferia, identificando así una nueva localización subcelular de AKT asociada a una serie de procesos biológicos tanto fisiológicos como patológicos relacionados con dicha localización. Mediante estudios de la dinámica molecular de AKT en células vivas, describimos cómo esta quinasa se mueve dentro y alrededor de los speckles nucleares. A través de técnicas de nanoscopía de fluorescencia, alcanzando una resolución de 10-20 nm, estudiamos la distribución espacial de AKT en relación a los speckles nucleares. Verificamos que AKT se localiza a distancias de pocas decenas de nanométros de factores de splicing y de la ARN Polimerasa II activa en la periferia de los speckles nucleares. A su vez, encontramos sitios donde los tres tipos de proteínas se encuentran confinadas simultáneamente, separadas por menos de 20-30 nm entre sí. En conclusión, este trabajo aporta nuevos conocimientos al complejo campo de la regulación de AKT. Desde un enfoque in silico hasta el nivel nanoscópico, no sólo identificamos a los speckles nucleares como una nueva localización subcelular de AKT, sino que allí observamos a AKT junto con factores de procesamiento de ARN en sitios de transcripción activa. El Atlas Subcelular y Funcional de AKT no sólo sirve como una herramienta predictiva, sino que también podría contribuir a una mejor comprensión de los mecanismos celulares regulados por esta quinasa, su desregulación en enfermedades y la identificación de moléculas clave con potencial terapéutico.

Abstract:

AKT is a key serine/threonine kinase involved in the regulation of essential biological processes such as cell growth, proliferation, metabolism, and survival. Its dysregulation has been associated with various pathologies, particularly cancer. An increasing number of subcellular compartments where AKT can be recruited have been identified, along with a growing number of substrates, exceeding 300 target proteins. However, it remains unclear how its relocalization to different cellular destinations affects its specificity and functions. In this study, we used a combination of bioinformatics tools to perform a spatial analysis of the AKT interactome and construct a Subcellular and Functional Atlas of AKT, linking its subcellular localizations to biological processes, diseases, and pharmacological compounds. This Atlas revealed a particular enrichment of AKT substrates and interactors associated with RNA processing and nuclear speckles, which are membraneless compartments rich in splicing factors and proteins involved in transcriptional regulation. This analysis led us to experimentally demonstrate that AKT localizes to nuclear speckles, predominantly at their periphery, thereby identifying a novel subcellular localization of AKT associated with a range of physiological and pathological biological processes. Studying AKT's molecular dynamics in live cells, we described how this kinase moves within and around nuclear speckles. Using fluorescence nanoscopy, achieving a resolution of 10-20 nm, we studied the spatial distribution of AKT in relation to nuclear speckles. We confirmed that AKT localizes within a few tens of nanometers from splicing factors and active RNA Polymerase II at the periphery of nuclear speckles. Additionally, we identified sites where all three types of proteins are simultaneously confined, separated by less than 20-30 nm. In conclusion, this study provides new insights into the complex field of AKT regulation. From an in silico approach to a nanoscopic scale, we not only identified nuclear speckles as a novel subcellular localization of AKT but also observed AKT alongside RNA processing factors at active transcription sites. The Subcellular and Functional Atlas of AKT serves not only as a predictive tool but also as a resource that could contribute to a better understanding of the cellular mechanisms regulated by this kinase, its dysregulation in disease, and the identification of key molecules with potential therapeutic applications.

Citación:

---------- APA ----------

Vila, Antonella Sofía. (2025). Hacia un atlas subcelular y funcional de AKT : descifrando el rol de AKT en speckles nucleares. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7786_Vila

---------- CHICAGO ----------

Vila, Antonella Sofía. "Hacia un atlas subcelular y funcional de AKT : descifrando el rol de AKT en speckles nucleares". Tesis Doctoral, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2025.https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7786_Vila

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