During mitotic spindle assembly, γ-tubulin ring complexes (γTuRCs) nucleate microtubules at the centrosome, around mitotic chromatin and, by augmindependent recruitment, from pre-existing microtubules. The analysis of these distinct pathways in somatic cells is challenging due to the predominance of centrosomal nucleation. It is also unknown how microtubules derived from different nucleation pathways are organized into the bipolar spindle structure. Minus ends were shown to be present throughout the spindle with a higher concentration near the poles. However, the analysis of minus end dynamics has been prevented by lack of a suitable probe. I have identified the γ-tubulin ring complex (γTuRC) as a reliable marker for noncentrosomal microtubule minus ends in the spindle and have confirmed the accumulation of minus ends in the pole-proximal region. Using cells stably expressing γ-tubulin fused to photoactivatable GFP and mutants of γTuRC subunits, I have demonstrated that the γTuRC is recruited preferentially in the poledistal spindle region, where it associates with microtubule minus ends and then moves poleward along the mitotic spindle. Poleward transport of γTuRC at minus ends depends on the molecular motors dynein, KIFC1 and KIF11. I also discovered that some of the γTuRC that reaches the poles is stably incorporated at the centrosomes, complementing the microtubule-independent centrosome targeting previously described. Using laser ablation of centrosomes, I studied non-centrosomal spindle assembly. At mitotic entry, in the absence of centrosomes, these cells could nucleate microtubules from the nuclear area. These microtubules formed multipolar spindles but cells eventually divided into two daughter cells. However, cells derived from these abnormal mitoses were typically not viable. In summary, by revealing the dynamics of the minus ends of non-centrosomal microtubules, I have provided novel insight into assembly and architecture of the mitotic spindle. In addition, I have shown that centrosomes, even though not essential for somatic cell division, play an important role in the fidelity of spindle assembly and function. / Durante la formación del huso mitótico, los complejos anulares de γ-tubulina (γTuRCs, del ingles γ-tubulin ring complexes) nuclean microtúbulos alrededor de la cromatina mitótica y, mediante la interacción con el complejo de la Augmina, a partir de otros microtúbulos ya existentes. El estudio de estos mecanismos en células somáticas es complejo, debido a la predominancia de la nucleación centrosomal de los microtúbulos en estas células. En la actualidad, aun no se sabe como microtúbulos procedentes de distintas vías de nucleación se organizan en la estructura bipolar del huso mitótico. Se ha observado que los extremos (-) están presentes a lo largo del huso, detectándose una mayor concentración cerca de los polos. A pesar de esto, no se conocen estudios detallados acerca de la dinámica del extremo (-) debido a la ausencia de marcadores adecuados. He observado que el complejo anular de γ-tubulina (γTuRC) es un marcador fiable de los extremos (-) en los microtúbulos acentrosomales presentes en el huso mitótico. Además, he confirmado la acumulación de estos extremos (-) en la región próxima a los polos del huso. Utilizando líneas celulares que expresan de forma estable γ-tubulina fusionada a un GFP foto-activable, y que además han sido transfectadas con isoformas mutantes de subunidades del γTuRC, he demostrado que el γTuRC se recluta preferentemente en regiones del huso alejadas de los polos. Allí el γTuRC se asocia con los extremos (-) de los microtúbulos, para ser transportado a lo largo del huso mitótico en dirección a los polos. El transporte del γTuRC presente en los extremos (-) en dirección a los polos lo realizan los motores moleculares Dineina, KIFC1 y KIF11. También he descubierto que una parte de las moléculas de γTuRC que alcanzan los polos del huso se integran de forma estable en los centrosomas, complementando la vía de incorporación al centrosoma independiente de microtúbulos que ha sido previamente descrita. Usando la técnica de ablación de centrosomas con laser, he estudiado la formación acentrosomal del huso. Cuando estas células entran en mitosis en ausencia de centrosomas, pueden nuclear microtúbulos desde el área nuclear. Estos microtúbulos forman husos multipolares, aunque las células finalmente se dividen en dos células hijas. Las células procedentes de estas mitosis anormales no suelen ser viables. En conclusión, mediante el revelado la dinámica de los extremos (-) de los microtúbulos no centrosomales, he proporcionado nueva información acerca del ensamblaje y arquitectura del huso mitótico. Además, he demostrado que los centrosomas, aunque no son esenciales para la división celular somática, juegan un papel importante en el correcto ensamblaje y función del huso mitótico.

Partitioning of chromatids during mitosis requires that chromosome compaction and spindle length scale appropriately with each other. However, it is not clear whether chromosome condensation and spindle elongation are linked. Here we have used chromosome fusions to examine the impact of increased chromosome length during yeast mitosis. We find that yeast cells could cope with a >50% increase in the length of their longest chromosome arm by decreasing the physical length of the mitotic chromosome arm through 1) reducing the number of copies of the repetitive rDNA array and 2) by increasing the level of mitotic condensation. Consistently, cells carrying the fused chromosomes became more sensitive to loss of condensin- and its regulator polo kinase/Cdc5. Length-dependent stimulation of condensation took place during anaphase and depended on aurora/Ipl1 activity, its localization to the spindle midzone, and phosphorylation of histone H3 on Ser10, a known Ipl1 substrate. The anaphase spindle therefore may function as a ruler to adapt the condensation of chromosomes to spindle length. Consistent with this, chromosome condensation levels correlate with the length of anaphase spindles.

To ensure faithful segregation of the genetic material, during mitosis the cell assembles the mitotic spindle, a macromolecular machine made of dynamic microtubules and associated proteins. Spindle microtubules are assembled de novo by the centrosomes and through the RanGTP pathway that is sufficient for spindle self-organization. In this thesis I used a proteomics approach to study the RanGTP pathway induced microtubules and spindle self-organization and I propose that it occurs through a multi-step mechanism. I then addressed how the centrosomal and acentrosomal microtubule assembly pathways are integrated to build the bipolar spindle. My data suggest that, in small cells, centrosome maturation defines an optimal and essential balance between these two pathways due to a competition for limiting amounts of tubulin. Interestingly in big cells, I found that centrosome maturation ensures the correct positioning of each centrosome to a spindle pole and thereby assures proper centrosome segregation to the daughter cells. Finally, I present molecular insights about the interaction of the microtubule polymerase XMAP215 with its mitotic interactor TACC3. / Durant la mitosi, per assegurar que el material genètic es segrega correctament, la cèl•lula construeix el fus mitòtic, una maquinària macromolecular formada de microtúbuls dinàmics i proteïnes associades. Els microtúbuls del fus són formats de novo pels centrosomes o a través de la “RanGTP pathway”, la qual és autosuficient per promoure l'autoorganització del fus mitòtic. En aquesta tesi he utilitzat tècniques de proteòmica per estudiar com la “RanGTP pathway” indueix l'autoorganització dels microtúbuls i del fus mitòtic a través d’un procés amb múltiples passos (tal i com indiquen els resultats obtinguts). Paral•lelament he estudiat com els microtúbuls formats per ambdues vies (centrosomes i “RanGTP pathway”) es coordinen per la construcció del fus bipolar. Els meus resultats suggereixen que, en cèl•lules petites, la maduració dels centrosomes defineix un equilibri òptim i essencial entre els dos sistemes, com a conseqüència de la disponibilitat limitada de tubulina. Per altra banda, en cèl•lules grans la maduració dels centrosomes condiciona la correcta localització d’aquests als pols del fus mitòtic, assegurant-ne la segregació a les dues cèl•lules filles. Finalment, exposo els detalls moleculars de la interacció entre la polimerasa de microtúbuls XMAP215 i el seu interactor mitòtic TACC3.

The marginal zone (MZ) of the spleen contains an innate-like subset of B cells that mount rapid protective antibody responses to polysaccharides and lipids from bloodborne viruses and bacteria. These antigens activate MZ B cells by engaging somatically recombined B cell receptors (BCRs) and germline-encoded patternrecognition receptors, including Toll-like receptors (TLRs). MZ B cells receive additional co-stimulatory signals from a proliferation-inducing ligand (APRIL) and B cellstimulating factor of the TNF family (BAFF), two tumor necrosis factor (TNF)-related cytokines released mainly by macrophages, dendritic cells and neutrophils in response to microbes. BAFF and APRIL stimulate MZ B cells through a poorly characterized receptor called transmembrane activator and CAML interactor (TACI). Here we show that TACI induces antibody production and class switching by activating the kinase mammalian target of rapamycin (mTOR) through MyD88, an adaptor protein usually associated with TLRs. The discovery of this rapamycin-sensitive signalling pathway may facilitate the development of novel strategies for the modulation of protective or pathogenic antibody responses emanating from MZ B cells. / La zona marginal (ZM) de la melsa conté un subgrup de cèl∙lules B de tipus innat que organitzen de forma ràpida respostes d’anticossos protectors contra polisacàrids i lípids de virus i bacteris transmesos per la sang. Aquests antígens activen les cèl∙lules B de la ZM en interaccionar amb receptors de les cèl・lules B (BCR) que han patit recombinació somàtica i receptors de reconeixement de patrons, incloent els receptors de tipus Toll (TLR). Les cèl・lules B de la ZM reben senyals co-estimuladores addicionals del lligand inductor de proliferació (APRIL) i el factor estimulant de cèl・lules B de la família del TNF (BAFF), dos citocines relacionades amb el factor de necrosis tumoral (TNF) alliberades principalment per macròfags, cèl∙lules dendrítiques i neutròfils en desposta a microbis. BAFF i APRIL estimulen les cèl∙lules B de la ZM mitjançant un receptor poc caracteritzat anomenat activador de transmembrana i interactor de CAML (TACI). En aquest estudi demostrem que TACI indueix producció d’anticossos i canvi de classe de la cadena pesada de les immunoglobulines activant la quinasa diana de la rapamicina dels mamífers (mTOR) mitjançant MyD88, una proteïna adaptadora habitualment associada amb els TLRs. El descobriment d’aquesta via de senyalització sensible a la ramapicina podria facilitar el desenvolupament de noves estratègies per la modulació de les respostes protectores o patogèniques dels anticossos produïts per les cèl・lules B de la ZM.

Cell growth and division requires delivery of new membrane and remodelling factors to the cell surface. In budding yeast, this involves actin-dependent transport of secretory vesicles to sites of growth, followed by vesicle fusion to the plasma membrane. Rho-type GTPases regulate actin polarization and vesicle fusion, but how they signal to diverse effectors controlling these separate processes is not well understood. Here, we show that the cortical proteins Boi1 and Boi2 work together with Rho GTPase signalling to regulate the exocyst, a complex that mediates the tethering of secretory vesicles to the plasma membrane. Cells lacking both Boi proteins show normal actin polarity but are defective in bud emergence, bud growth, and fusion of Bgl2-containing vesicles to the plasma membrane. A gain-of-function version of Exo70, a component of the exocyst and effector of Cdc42 and Rho3, restores growth of boi1 boi2 mutant cells. Furthermore, hyperactivation of Rho-GTPase signalling rescues boi defects, suggesting that the essential function of Boi proteins is to mediate Rho-dependent activation of the exocyst during cell growth. Finally, we find that Boi1 and Boi2-dependent inhibition of abscission in cells with chromatin bridges, via their function in the NoCut checkpoint, is bypassed by expression of gain-of-function EXO70, suggesting the NoCut pathway also involves regulation of the exocyst. / Tant el creixement com la divisió cel·lular requereix el transport de membrana i altres factors a la superfície cel·lular. En cèl·lules de S. cerevisiae, aquests processos necessiten el transport de vesícules de secreció a través dels cables d’actina fins a les zones de creixement actiu, on es fusionen. Les Rho GTPases regulen la polarització de l’actina i la fusió de vesícules, però es desconeix com les GTPases senyalitzen els diversos efectors i com regulen els dos tipus de funcions. En aquest estudi, demostrem que les proteines Boi1 i Boi2 treballen conjuntament amb la senyalització de les Rho GTPases, per tal de regular la funció del complexe “exocyst” que media els contactes inicials entre vesícules de secreció i la membrana plasmàtica. Cèl·lules sense Boi1/2 tenen el citoesquelet d’actina polaritzat, però la cèl·lula filla no pot emergir ni créixer. Un al·lel d’Exo70, una subunitat de l’”exocyst”, que és efector de les GTPases Rho3 i Cdc42, restaura el creixement de cel·lules defectuoses en la funció de Boi1/2. A més a més, l’hiperactivació de GTPases rescata defectes dels mutants de Boi1/2, suggerint que la funció essencial de Boi1 i Boi2 és promoure l’activació de l’”exocyst”, depenent de Rho, durant el creixement cel·lular. Finalment, hem demostrat que la inibició de la divisió cel·lular que controlen via NoCut els efectors Boi1/2 en cèl·lules amb defectes en la segregació de cromosomes, es rescata amb l’al·lel d’Exo70 descrit anteriorment. Aquestes observacions suggereixen que NoCut podria funcionar també a través de la regulació de l’”exocyst”.

La senescencia celular es una detención irreversible del ciclo celular que tiene lugar en respuesta a diversos estímulos de estrés, actuando como un mecanismo supresor de tumores para impedir la proliferación de células con riesgo de transformación maligna. Así, mutaciones que interfieren con el proceso de la senescencia pueden favorecer la formación tumoral. De todas formas, cada vez hay más pruebas que sugieren que las células senescentes también pueden ejercer efectos pro-tumorigénicos en el tejido circundante mediante el fenotipo secretor asociado a senescencia (SASP). Así, descifrar los mediadores moleculares de la senescencia y el SASP es crítico para entender los estadios tempranos de la formación y progresión tumoral. Aquí mostramos que la isoforma ΔNα de p63, un factor de transcripción relacionado con p53, es un oncogén que promueve la iniciación tumoral en colaboración con Ras mediante la inhibición de la senescencia inducida por oncogenes (OIS). Efectivamente, el incremento en la expresión de ΔNp63α en queratinocitos primarios de ratón bloquea la OIS y directamente conduce a la formación de un carcinoma de células escamosas (SCC). También identificamos la Helicasa Específica Linfoide (Lsh), un miembro de la familia SNF2 de remodeladores de la cromatina, como nueva diana de p63 necesaria para la inhibición de la senescencia. Posteriormente, demostramos que Lsh es suficiente para iniciar la formación tumoral independientemente de p63, y que el aumento en su expresión conduce a un desarrollo tumoral más agresivo. Sorprendentemente, mostramos que Lsh tiene un papel en la inducción de la linfangiogénesis, un proceso característico de la progresión maligna y la metástasis. Es interesante notar que las pruebas apuntan hacia Lsh actuando sobre el SASP para dirigir la formación y la progresión tumoral. En conjunto, en este trabajo se identifican nuevos mediadores críticos de la senescencia y funciones de la desregulación de la senescencia durante la formación y la progresión tumoral. / Cellular senescence is an irreversible cell cycle arrest that occurs in response to various stresses, acting as a tumor-suppressive mechanism to impede the proliferation of cells at risk for malignant transformation. As such, mutations that interfere with the senescence process can favor tumor formation. However, increasing evidence suggests that senescent cells can also exert pro-tumorigenic effects on the surrounding tissue, through the senescence-associated secretory phenotype (SASP). As such, understanding the molecular mediators of senescence and the SASP is critical to unravel the early stages of tumor formation and progression. Here we show that the ΔNα isoform of p63, a p53-related transcription factor, is an oncogene that promotes tumor initiation in cooperation with Ras, through the inhibition of oncogene-induced senescence (OIS). Indeed, increased expression of Np63 in primary mouse keratinocytes blocks OIS and directly leads to the formation of squamous cell carcinoma (SCC). We also identify Lymphoid Specific Helicase (Lsh), a member of the SNF2 family of chromatin remodelers, as a novel target of p63, required for senescence bypass. Subsequently, we demonstrate that Lsh is sufficient to initiate tumor formation independently of p63, and that its increased expression leads to aggressive tumor development. Surprisingly, we show a role for Lsh in the induction of lymphangiogenesis, a hallmark of malignant progression and metastasis. Interestingly, the evidence points towards Lsh acting on the SASP to instruct tumor formation and progression. Together, this work identifies critical new mediators of senescence, and functional roles for senescence deregulation during tumor formation and progression.

Hydrogen peroxide (H2O2), a reactive oxygen species (ROS), is involved in both oxidative stress and signaling cascades in a dosage dependent manner. Its toxicity is partially explained through reactivity with iron via the Fenton reaction. Iron, indispensible for many cellular processes, is thus tightly regulated to balance between need and toxicity. Using fission yeast as a model system, we explored the relationship between H2O2 and the iron starvation response system, specifically whether cross-talk allowed mutual regulation that could prevent synergistic toxicity of ROS via diminishing iron quantity. We screened around of 2700 haploid Schizosaccharomyces pombe deletion mutants in different oxidative stress agents, identifying new genes amongst which fep1, pcl1 and sib2 are involved in iron homeostasis. H2O2, unexpectedly, triggers transcriptional iron starvation response, including enhanced iron import and decreased iron consumption. Over-expression of several antioxidant proteins, in particular heme-containing catalase, causes strong iron consumption within the cell, triggering the iron starvation pathway accidentally. Furthermore, glutaredoxin Grx4 contains an iron-sulfur cluster (ISC) involved in iron sensing, underpinning regulation of the iron starvation response. Finally, we identify and characterize the frataxin homolog gene in S. pombe, pfh1. Deficiencies in frataxin provoke a neurodegenerative disease called Friedreich ataxia; the function of this protein remains controversial. We create ∆pfh1 strain as a new model system to elucidate the molecular events leading to the disease. / El peróxido de hidrógeno (H2O2) es un agente oxidante que además de participar en cascadas de señalización produce toxicidad por daño oxidativo. Parte de su toxicidad se explica por su reactividad con hierro. Así, las concentraciones de hierro en el interior celular han de estar estrictamente reguladas. Usando la levadura de fisión, Schizosaccharomyces pombe, como un sistema modelo, estudiamos las relaciones entre H2O2 y el sistema de respuesta a déficit de hierro. Genes como fep1, pcl1 y sib2, importantes para mantener su homeostasis, fueron encontrados en un análisis de 2700 mutantes de S. pombe, tras tratamiento con diferentes agentes oxidantes. Inesperadamente encontramos que H2O2 desencadena una respuesta transcripcional de déficit de hierro, incluyendo aumento de su entrada y disminución de su consumo. Ésta es una respuesta accidental debido a la sobreexpresión de proteínas como catalasa, una hemoproteína, consumidoras masivas de hierro. Encontramos además que la glutaredoxina Grx4 contiene un clúster de hierro-azufre implicado en sensar hierro. Finalmente, identificamos, caracterizamos y delecionamos el homólogo de frataxina en S. pombe, pfh1. Deficiencias en frataxina provocan ataxia de Friedreich. Los mecanismos por los cuales se desencadena esta enfermedad están todavía por elucidar, pero S. pombe es un buen sistema modelo para su estudio.

The embryo of Caenorhabditis elegans is a model system in which development can be studied at single cell resolution. In this thesis I describe the use of a semi-automatic nuclear tracking algorithm to analyze cellular movements in the early embryo, as well as how embryos respond to mechanical deformation and to genetic perturbation. During gastrulation cells were observed to not only ingress into the interior of the embryo, but also to egress onto the surface. Moreover, cell lineages were identified that undergo both directional movements, i.e. first internalize and then continue to move until finally reemerging on the surface, “transgressing” or “tunnelling” through the embryo. The previously described stereotypical early rotation movements in compressed embryos were found to be highly variable in uncompressed embryos, with this variable global rotation largely determining the final embryonic axes. In addition to constraining this early rotation, compression of the embryo was found to alter the relative positions of cell groups. A compensatory mechanism was identified consisting of a global rotation of cells initiating more than an hour after the four-cell stage that realigns the relative positions of cell groups and results in a further rotation of the embryonic axes. Possible mechanisms that drive these corrective cell movements are discussed. Inhibiting the expression of 20 general regulators of chromatin and analyzing the phenotypic consequences at single cell resolution revealed functions in chromosome segregation, mitotic cell cycle progression, cellular movements and lineage-specific development, and suggested the existence of functionally diverse chromatin-modifying protein complexes in the embryo. Moreover, a global re-arrangement of nuclear architecture was observed upon the inhibition of zygotic gene expression. Taken together, these analyses illustrate the power of single cell resolution phenotyping, identify previously unrecognized cell behaviors during early development, and identify regulative cell movements as a mechanism that confers robustness to the effects of mechanical deformation. / El nemátodo Caernorhabditis elegans ofrece la posibilidad de estudiar el desarrollo embrionario con una resolución celular. En esta tesis, describo el uso de un algoritmo semi-automático de seguimiento nuclear para analizar movimientos celulares en el embrión temprano, así como la manera en que el embrión responde a deformaciones mecánicas y a perturbaciones genéticas. Durante el proceso de gastrulación, observamos que ciertas células no solo ingresan al interior del embrión, pero también egresan hasta la superficie. Asimismo, identificamos linajes celulares que llevan a cabo ambos tipos de movimientos direccionales, esto es, primero internalizan y luego la continuan su movimiento hasta finalmente re-emerger en la superficie, “transgressing” o “tunneling” a través del embrión. Hemos descubierto que los movimientos estereotípicos de rotación en el embrión temprano, descritos previamente, son altamente variables en ausencia de compresión y esta variabilidad total en la rotación determina los ejes finales del embrión. Además de limitar esta rotación temprana, la compresión del embrión altera la posición relativa de grupos celulares. Hemos identificado un mecanismo compensatorio que consiste en la rotación global de células el cual tiene lugar mas de una hora después del estadio de cuatro células. Ese mecanismo re-alinea la posición relativa de los grupos celulares resultando en una rotación adicional de los ejes embrionarios. Posibles mecanismos responsables de estos movimientos correctivos son discutidos. La inhibición de la expresión de 20 reguladores generales de la cromatina y el análisis de las consecuencias fenotípicas con resolución celular ha revelado funciones en la segregación de cromosomas, la progresión mitótica del ciclo celular, movimientos celulares y desarrollo linaje-especifico, sugiriendo la existencia de diversos complejos de proteínas modificadoras de la cromatina en el embrión. Además, hemos observado una re-organización global de la arquitectura nuclear al inhibir la expresión zigótica en el embrión. En conclusión, estos análisis han permitido ilustrar el poder de la fenotipificación con resolución celular, así como la identificación de comportamientos celulares previamente desconocidos durante el desarrollo temprano y movimientos celulares regulativos como un mecanismo que confiere robustez a los efectos de deformaciones mecánicas.

Trabajos previos llevados a cabo en el laboratorio de acogida, usando como modelo el insecto basal Blattella germanica, mostraron que los microRNAs (miRNAs) son cruciales para completar la metamorfosis. El objetivo general de esta tesis fue identificar miRNAs que estuviesen implicados en este proceso. Como primer paso, se estableció un catálogo general de miRNAs en B. germanica mediante secuenciación con Solexa. A partir de ahí, se prepararon dos librerías de miRNAs, una en la etapa metamórfica y otro en la etapa no metamórfica, para distinguir miRNAs diferencialmente expresados entre las dos etapas y evaluar la influencia de las hormonas principales de la metamorfosis sobre la expresión de estos miRNAs. Nuestros experimentos también mostraron que los factores de transcripción Broad-complex inducen la expresión de let-7 y miR-100, y que estos miRNAs desempeñan un papel en la regulación del tamaño y del patrón de venas e intervenas de las alas de B. germanica. Por último, se estudió el papel de miR-8-3p y miR-8-5p en la regulación de los niveles de transcrito de atrofina, un factor implicado en la coordinación neuromuscular, que es importante para asegurar una adecuada ecdisis en la muda metamórfica. / Previous work carried out in the host laboratory, using the basal insect Blattella germanica as model, showed that microRNAs (miRNAs) are crucial to complete metamorphosis. The general goal of this thesis was to identify particular miRNAs involved in this process. As a first step, we established a general catalogue of miRNAs in B. germanica using high throughput Solexa sequencing. Thereafter, we prepared two miRNA libraries; one in the metamorphic stage and other one in the non-metamorphic stage, to distinguish miRNAs differentially expressed between the two stages, and to assess the influence of the main metamorphosis hormones on the expression of these miRNAs. Our experiments also showed that Broad complex transcription factors induce the expression of let-7 and miR-100, and that these miRNAs play a role in regulating the size and the vein-intervein patterning of B. germanica wings. Finally, we studied the role of miR-8-3p and miR- 8-5p in regulating the transcript levels of atrophin, a factor involved in neuromuscular coordination, which is important to ensure a proper ecdysis in the metamorphic molt.

Embryonic stem (ES) cells are able to differentiate into any cell type, a property called pluripotency, and have unlimited potential for self-renewal. Although the molecular mechanisms responsible for maintaining self-renewal and pluripotency in ES cells are not well known, recent studies have demonstrated the importance of epigenetic mechanisms in maintaining these processes. Histone modifying enzymes play decisive roles in differentiation and development. This study describes that SMYD2 (SET and MYND domain containing protein 2), a histone lysine methyltransferase, is induced during human ES cells differentiation and it is preferentially expressed in somatic cells versus pluripotent cells. Gain and loss-of-function experiments have shown that knockdown of SMYD2 in human ES cells promotes the induction of endodermal markers during differentiation, while overexpression has opposite effects. In vivo experiments in zebrafish revealed that knockdown of smyd2a (a homologue gene of human SMYD2) causes developmental delays and aberrant tail formation. The phenotype of smyd2a-morphant embryos correlates with a low expression of ntl and over induction Nodal-related genes during gastrulation. Finally, SMYD2 is shown to stimulate the activation of BMP signaling pathway and promotes the induction of BMP2-target genes in human ES cells. Overall, these findings suggest that SMYD2 plays a critical role at early stages during development and in human ES cells differentiation. / Les cèl·lules mare embrionàries (ES) són capaces de diferenciar-se a qualsevol tipus cel·lular, una propietat coneguda amb el nom de pluripotència, i presenten un potencial il·limitat d’auto-renovació. Tot i que els mecanismes moleculars responsables per al manteniment de la pluripotència i l’auto-renovació en ES encara no es coneixen bé, estudis recents han demostrat la importància dels mecanismes epigenètics en mantenir aquests processos. Els enzims modificadors d´histones juguen un paper decisiu durant la diferenciació i el desenvolupament. Aquest estudi descriu que SMYD2 (SET and MYND domain containing protein 2), una metiltransferasa d’histones, s’indueix durant la diferenciació de cèl·lules ES i s’expressa preferentment en cèl·lules somàtiques envers cèl·lules pluripotents. Experiments de guany i pèrdua de funció mostren que el noqueig de SMYD2 en cèl•lules ES humanes promou la inducció de marcadors d’endoderm durant la diferenciació, mentre que la sobre-expressió té efectes oposats. Experiments in vivo en el peix zebra van revelar que el noqueig de smyd2a (un gen homòleg de SMYD2 humà) causa retard en el desenvolupament i formació aberrant de la cua. El fenotip dels embrions absents de smyd2a es correlaciona amb una baixa expressió de ntl i una sobre-inducció dels gens relatius a Nodal durant la gastrulació. Finalment, SMYD2 estimula l’activació de la via de senyalització BMP i promou la inducció dels gens diana de BMP2 en cèl·lules ES humanes. En general, aquests descobriments suggereixen que SMYD2 juga un paper important durant els estadis primerencs en el desenvolupament embrionari i durant la diferenciació de cèl·lules ES humanes.