Transcriptional regulation by the mammalian stress-activated protein kinase p38

Abstract

Regulation of transcription by Stress Activated Protein Kinases (SAPKs) is an essential aspect for adaptation to extracellular stimuli. In mammals, the activation of the p38 SAPK results in the regulation of gene expression through the direct phosphorylation of several transcription factors. However, how p38 SAPK regulates the proper gene expression program of adaptation to stress as well as the basic mechanisms used by the SAPK remains uncharacterized. The results displayed in this manuscript show that the p38 SAPK plays a central role in the regulation of gene expression upon stress, as up to 80% of the upregulated genes are p38 SAPK dependent. Moreover, we also observed that a specific set of genes were upregulated in response to each specific stimuli, and just a small set of genes were commonly up-regulated by several stresses, which involves mainly transcription factors. In addition, we observed that, to proper regulate gene transcription, the p38 SAPK is recruited to stress-induced promoters via its interaction with transcription factors. Additionally, p38 activity allows the recruitment of RNA polymerase II and the MAPKK MKK6 to stress-responsive promoters. The presence of active p38 SAPK at open reading frames also suggests the involvement of the SAPK in elongation. Altogether, the results showed in this manuscript establish the p38 SAPK as an essential regulator in the transcriptional response to stress, as well as define new roles for p38 in the regulation of transcription in response to stress.

La regulación de la transcripción por las Proteínas Quinasas activadas por Estrés (SAPKs) es un aspecto esencial para la adaptación a los estímulos extracelulares. En mamíferos, la activación de la SAPK p38 da lugar a la regulación de la expresión génica a través de la fosforilación de varios factores de transcripción. Sin embargo, cómo p38 SAPK regula el programa de expresión génica de adaptación al estrés así como los mecanismos utilizados por la SAPK permanece sin caracterizar. Los resultados presentados en este manuscrito muestran que p38 SAPK juega un rol central en la regulación de la expresión génica en respuesta a estrés, ya que hasta el 80% de los genes inducidos son dependientes de p38 SAPK. También observamos que en respuesta a cada tipo de estrés se induce un grupo de genes específicos, y sólo hay una pequeña respuesta de genes comunes a los diferentes tipos de estrés la cual engloba principalmente factores de transcripción. Además, hemos observado que para regular la transcripción, p38 se recluta a los promotores de respuesta a estrés a través de su interacción con factores de transcripción. Asimismo, la actividad de p38 permite el reclutamiento de la RNA Polimerasa II y de la MAPKK MKK6 a los promotores inducidos por estrés. La presencia de p38 activa en las regiones codificantes sugiere su participación durante la elongación. En conjunto, los resultados mostrados en este manuscrito establecen a p38 como un regulador esencial de la transcripción en respuesta a estrés, así como definen nuevas funciones de p38 en la regulación de la transcripción en respuesta a estrés.