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Title: HIPK2 Controls Cytokinesis through Histone H2B Phosphorylation at the Midbody
Other Titles: HIPK2 controlla la citocinesi attraverso la fosforilazione dell’istone H2B al midbody
Authors: Moncada, Alice
Keywords: HIPK2;Cytokinesis;Histone H2B Phosphorylation;Midbody;Tetraploid cells;Citocinesi;fosforilazione dell’istone H2B;Cellule tetraploidi;BIO/18
Issue Date: 12-Apr-2012
Publisher: Università degli studi della Tuscia - Viterbo
Series/Report no.: Tesi di dottorato di ricerca. 24. ciclo
HIPK2 is a multi-talented S/T kinase playing critical role in cell fate decision
during development and in response to genotoxic damage. Here we show that
HIPK2, together with its novel phosphorylation target H2B, is critically involved in
the final steps of cytokinesis and its inactivation promotes tetra- and
polyploidization. Starting from a mass–spec-based identification of H2B as HIPK2
interacting protein, we demonstrated that HIPK2 binds and phosphorylates H2B at
S14 and both proteins localize at the midbody during cytokinesis. The midbody
localization of HIPK2 and H2B-S14P is independent of the presence of chromatin
in the cleavage plane, indicating a distinct role from the DDR activities of both
HIPK2 and H2B proteins. Microscopic studies and live-cell imaging with HIPK2-
proficient and -defective cells revealed that HIPK2 is not necessary for the midbody
localization of H2B but is required for its S14 phosphorylation in this subcellular
compartment. Furthermore, we discovered that HIPK2-deficiency prevents cell
cleavage, leading to regression of the cleavage furrow and accumulation of bi- and
multi-nucleated cells; alternatively, it causes persistence of the connections between
daughter cells with the formation of LIBs and syncytia-like structures, supporting a
main role of HIPK2 in abscission. We rescued all the observed cytokinesis defects
by restoring wild-type HIPK2 expression in Hipk2-/- MEFs and, most strikingly, by
expressing a phosphomimetic H2B-S14D derivative, thus showing that H2B-S14P
is required for a faithful cytokinesis. Overall, our data point at the HIPK2/H2B
interplay as an important regulator of the final step of cell division and uncover a
novel HIPK2 function in the prevention of tetraploid cell formation.

HIPK2 è una serin/treonin chinasi che gioca un ruolo critico nella decisione del
destino cellulare durante lo sviluppo e in risposta al danno genotossico. In questo
lavoro dimostriamo che HIPK2, insieme al suo nuovo target di fosforilazione
l’istone H2B, è coinvolto nella fase finale della citochinesi e la sua inattivazione
promuove la tetra-poliploidizzazione. Partendo dall’identificazione, tramite massspec,
di H2B come nuovo interattore di HIPK2, noi abbiamo dimostrato che HIPK2
lega e fosforila H2B sul residuo S14 (H2B-S14P) ed entrambe le proteine
localizzano al midbody durante la citochinesi. Studi di microscopia e live-cell
imaging hanno rivelato che HIPK2 non è necessario per la localizzazione di H2B al
midbody ma è richiesto per la sua fosforilazione in S14 in questo compartimento
subcellulare. Inoltre, abbiamo dimostrato che la soppressione di HIPK2 previene la
divisione delle cellule, portando alla regressione del cleavage furrow e all’accumulo
di cellule bi-e -multinucleate; inoltre causa una persistente connessione tra le due
cellule figlie con la formazione dei LIBs e strutture syncytia-like, supportando un
ruolo essenziale di HIPK2 nell’abscission. Inoltre abbiamo osservato il recupero dei
difetti di citochinesi dopo aver restaurato l’espressione di HIPK2 wild-type in
MEFs Hipk2-/- e maggiormente attraverso l’espressione di un derivato
fosfomimetico H2B-S14D, dimostrando quindi che H2B-S14P è richiesto per una
completa citochinesi. Insieme questi dati dimostrano che HIPK2/H2B sono
importante regolatori della fase finale della divisione cellulare e una individuano
una nuova funzione di HIPK2 nella prevenzione della formazione delle cellule
Dottorato di ricerca in Genetica e biologia cellulare
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