[en] The transcriptional function of the cyclic adenosine monophosphate (cAMP)-response element binding protein (CREB) is modulated by the family of CREB regulated transcription coactivators (CRTCs). CRTC isoforms (CRTC1, CRTC2 and CRTC3) are present in the brain, but their specific expression, regulation and function in the distinct cell types of the brain remain largely unclear. In this doctoral thesis, I have investigated the expression pattern, regulatory mechanisms and transcriptional function of the CRTC1 and CRTC2 isoforms in neurons and astrocytes of the mouse cerebral cortex. Using novel Crtc2-LacZ reporter mice, I show that CRTC2 is expressed in the adult mouse brain in both neurons and glial cells, including microglia and astrocytes. CRTC1 is abundant in neurons, whereas CRTC2 is highly expressed in cultured astrocytes. Pharmacological analyses reveal differential regulation of CRTC1 and CRTC2 in cultured neurons and astrocytes. In neurons, synaptic activity induces CRTC1 dephosphorylation and activation through protein phosphatase (PP) 2B/calcineurin while CRTC2 dephosphorylation is mediated by PP1. In astrocytes, CRTC1 dephosphorylation is regulated by PP2B/calcineurin, whereas CRTC2 dephosphorylation is independent of PP2B/calcineurin, PP1 and PP2A activities. In agreement, CRTC1 is dephosphorylated upon neuronal activity and translocated to the nucleus where interacts with CREB to enhance gene transcription. CRTC2 is also translocated to the nucleus after neuronal stimulation without affecting CREB-mediated transcription in cortical neurons. In fact, neuronal CRTC2 deletion does not result in global phenotypic alterations in neuron-specific Crtc2 conditional knockout (cKO) mice. By contrast, CRTC2 is translocated to nucleus and recruited to specific CREB target gene promoters to mediate activity-induced transcription in astrocytes. These results indicate differential expression, regulatory mechanisms and transcriptional roles of CRTC isoforms in neurons and astrocytes of the cerebral cortex.

[es] La función transcripcional de la proteína de unión a los elementos de respuesta a AMP cíclico (CREB) es modulada por la familia de coactivadores transcripcionales regulados por CREB (CRTCs). Todas las isoformas de CRTC (CRTC1, CRTC2 y CRTC3), están presentes en cerebro, aunque su expresión, regulación y función específica en los diferentes tipos celulares del cerebro son aún desconocidas. En esta tesis doctoral he investigado el patrón de expresión, los mecanismos de regulación y la función transcripcional de las isoformas CRTC1 y CRTC2 en neuronas y astrocitos del córtex cerebral de ratón. Analizando el cerebro adulto del modelo de ratón Crtc2-LacZ reportero, demuestro que CRTC2 se expresa tanto en neuronas como en células gliales, incluyendo la microglía y los astrocitos. La expresión de CRTC1 es elevada en neuronas, mientras que CRTC2 se encuentra abundantemente en astrocitos. Los estudios realizados con tratamientos farmacológicos también indican una regulación diferencial de CRTC1 y CRTC2 en cultivos neuronal y astrocitarios. En neuronas, la actividad sináptica induce la desfosforilación y activación de CRTC1 mediante la proteína fosfatasa (PP) 2B/calcineurina, mientras que la desfosforilación de CRTC2 viene regulada por la PP1. En astrocitos, la desfosforilación de CRTC1 también es modulada por la PP2B/calcineurina, aunque la desfosforilación de CRTC2 es independiente de la PP2B/calcineurina, la PP1 y la PP2A. Después de un incremento en la actividad neuronal, CRTC1 es desfosforilado y translocado a núcleo, donde interacciona con CREB promoviendo la transcripción génica. Por otro lado, aunque la actividad neuronal también favorece la translocación de CRTC2 a núcleo, éste no afecta la transcripción génica dependiente de CREB en neuronas corticales. De hecho, en ratones knockout condicionales por Crtc2 (Crtc2 cKO), la deleción específica de CRTC2 en neuronas no comporta alteraciones fenotípicas. Contrariamente, en astrocitos, CRTC2 transloca a núcleo donde se une específicamente a la región promotora de genes dependientes de CREB para potenciar su transcripción génica inducida por actividad. En conjunto, estos resultados indican que las isoformas de CRTC presentan una expresión, unos mecanismos de regulación y una función transcripcional diferencial en neuronas y astrocitos de la corteza cerebral.