[en] The 3-Phosphoinositide-dependent protein kinase 1 (PDK1) is the master kinase that coordinates the PI3K signalling pathway by activating 23 kinases of the AGC family, including PKB. PDK1 acts after recognizing a conserved docking site on its substrates, once it has been previously phosphorylated by a different kinase. PKB is the only exception that does not require this interaction to be fully activated by PDK1. A mutant form of PDK1, leucine at position 155 to glutamic acid (L155E), in which the pocket recognizing the substrate-docking site was disrupted, was created and expressed in neuron-specific conditional knock-in mice. This mutation disrupted all PI3K-dependent signalling but PKB, which was activated normally. Previous results showed that the resulting adult mutant miceexhibited reduced neuronal polarization and differentiation in vitro, as well as abnormal neuronal positioning and diminished neuronal connectivity in the cortex and hippocampus in vivo. Here it is demonstrated that the PDK1 L155E mutation causes microcephaly. Intermediate progenitors (IPs) are reduced in number by the expression of the PDK1 L155E mutation during neurodevelopment, and mitosis is reduced in their predecessors, the apical progenitors (APs). However, the generation of deep layers immature Tbr1-positive neurons is increased, which do not translate into an increased pool of their derived Ctip2-positive specified neurons, that are actually diminished. Surprisingly, layering is maintained correctly. To elucidate in the future the possible specific role of ribosomal protein S6 kinase (S6K) in neurodevelopment as the key PDK1 efector, a novel double phosphomimetic construct, S6KT229D/T389D, was created, which confirmed to work independently of both PDK1 and mTORC1 in a constitutively active manner.

[es] La proteína quinasa dependiente de 3-fosfoinosítidos (PDK1) es la quinasa maestra que coordina la vía de señalización de la fosfoinositol 3-quinasa (PI3K), ya que activa hasta 23 quinasas de la familia AGC, incluida PKB. PDK1 actúa tras reconocer un sitio de acoplamiento conservado de sus sustratos una vez éste ha sido fosforilado previamente por otra quinasa diferente. PKB es la única excepción, ya que no requiere de esta interacción para que PDK1 la active eficazmente. Una forma mutante de PDK1 donde la leucina de la posición 155 fue mutada a ácido glutámico (L155E), dañando así el bolsillo que reconoce el lugar de acoplamiento de los sustratos, fue creada y expresada en ratones de forma condicional específicamente en neuronas. Esta mutación bloqueó la señalización dependiente de PI3K excepto por PKB, que se activó de forma normal. Resultados anteriores habían demostrado que estos ratones mutantes tienen una polarización y diferenciación neuronal reducida in vitro, así como un posicionamiento neuronal anómalo y una conectividad neuronal disminuida en la corteza y el hipocampo in vivo en la edad adulta. Aquí se demuestra que la mutación PDK1 L155E causa microcefalia. Los progenitores intermedios (IP) están reducidos en número cuando se expresa la proteína PDK1 L155E durante el neurodesarrollo, y la mitosis de sus predecesores, los progenitores apicales (AP), es menor a E15.5. Sin embargo, la generación de neuronas inmaduras de capas profundas Tbr1-positivas aumenta, pero esto no se traduce en un aumento de la subpoblación neuronal Ctip2-positivas derivada de ellas, que en realidad se ve disminuida. La estratificación de las capas, sin embargo, se mantiene correctamente. Para dilucidar en un futuro el posible papel específico de la quinasa de la proteína ribosomal S6 (S6K) como efector clave de PDK1 en el neurodesarrollo, se creó una nueva proteína doble fosfomimètica, S6KT229D/T389D, que confirmó funcionar independientemente tanto de PDK1 como de mTORC1 de una forma constitutivamente activa.