Instytut Biologii Doświadczalnej im. Marcelego Nenckiego PAN ; Międzynarodowy Instytut Biologii Molekularnej i Komórkowej
Miączyńska, Marta : Promotor ; Cendrowski, Jarosław : Promotor pomocniczy
Nencki Institute of Experimental Biology PAS
131 stron : ilustracje ; 30 cm ; Bibliografia ; Streszczenie w języku polskim
Instytut Biologii Doświadczalnej im. Marcelego Nenckiego PAN
Endocytoza to proces pobierania cząsteczek ze środowiska zewnątrzkomórkowego lub powierzchni komórki i dostarczania ich do organelli zwanych endosomami, które pośredniczą w transporcie ładunku wewnątrz komórki. Białka obecne na błonach endosomalnych są rozpoznawane przez endosomalne kompleksy sortujące ESCRT (ang. endosomal sorting complexes required for transport), tworzone przez kompleksy ESCRT-0, -I, -II i -III. Umożliwiają one deformację zewnętrznej błony endosomalnej prowadząc do utworzenia pęcherzyków wewnętrznych w świetle endosomów, tzw. ILVs (ang. intraluminal vesicles). Zawartość ILVs może być wydzielana na zewnątrz komórki lub transportowana szlakiem endolizosomalnym do lizosomów. Dzięki aktywności hydrolaz, lizosomy dostarczają komórce składników odżywczych pochodzących z degradacji makrocząsteczek. Dodatkowo lizosomy regulują sygnalizację zależną od Ca2+, a także stanowią platformę umożliwiającą wykrywanie dostępności składników odżywczych.Mimo dobrze scharakteryzowanej roli ESCRT-I w funkcjonowaniu endosomów, udziałtego kompleksu w utrzymaniu homeostazy lizosomów pozostaje słabo zbadany. Celem rozprawy doktorskiej było scharakteryzowanie roli ESCRT-I w utrzymaniu homeostazy lizosomów, a także zbadanie konsekwencji braku ESCRT-I dla prawidłowego funkcjonowania lizosomów i sygnalizacji związanej z lizosomami.Realizując wyznaczony cel, w pierwszej kolejności scharakteryzowano morfologię lizosomów po usunięciu białek kompleksu ESCRT-I (Tsg101 i Vps28) za pośrednictwem siRNA (ang. small interfering RNA) w modelowych liniach komórkowych raka jelita grubego RKO i DLD-1. Analiza mikroskopowa znaczników lizosomalnych wykazała, że brak ESCRT- I prowadził do powstawania powiększonych lizosomów, ale nie zaburzał ich integralności, utrzymania niskiego pH i zawartości hydrolaz. Powiększenie lizosomów po usunięciu ESCRT- I mogło być spowodowane zaburzoną degradacją białek błonowych obecnych na lizosomach,m. in. kanału wapniowego MCOLN1, którego degradacja została zbadana przy użyciu linii reporterowej RKO-GFP-MCOLN1.W celu weryfikacji czy brak podjednostek ESCRT-I prowadzi do aktywacji odpowiedzi transkrypcyjnej charakterystycznej dla zaburzonej funkcji lizosomów, przeprowadzono analizę sekwencjonowania RNA. Wykazano, że brak ESCRT-I indukował ekspresję genów związanych z autofagią i/lub biogenezą lizosomów. Analiza frakcji jądrowych komórek pozbawionych ESCRT-I potwierdziła aktywację czynników transkrypcyjnych z rodziny MiT- TFE, takich jak TFEB i TFE3, potencjalnie zaangażowanych w indukcję ekspresji tych genów. Następnie zbadano mechanizm związany z aktywacją czynników MiT-TFE po usunięciu ESCRT-I. Analiza mikroskopowa wykazała, że w komórkach pozbawionych ESCRT-I aktywacja czynników TFEB i TFE3 wymagała sygnalizacji zależnej od Ca2+ i hamowania aktywności kinazy mTORC1, ale nie była spowodowana ich defosforylacją zależną od kalcyneuryny. Dodatkowo, analiza biochemiczna pokazała, że brak ESCRT-I hamował aktywność mTORC1 specyficzną względem TFEB i TFE3, lecz nie wpływał na kanoniczne substraty mTORC1. Dlatego sprawdzono czy aktywacja MiT-TFE po usunięciu ESCRT-I nastąpiła z powodu zmniejszonej aktywności kompleksu GTPazy Rag, o którym wiadomo, że kontroluje aktywność mTORC1 specyficzną dla TFEB i TFE3. Nadekspresja stale aktywowanego mutanta RagC zapobiegła translokacji TFEB i TFE3 do jądra komórkowego w komórkach pozbawionych ESCRT-I, wskazując iż aktywacja czynników MiT-TFE zachodziław wyniku hamowania szlaku mTORC1 zależnego od GTPazy Rag.Wyniki przedstawione w niniejszej rozprawie opisują nowe funkcje kompleksu ESCRT-I w degradacji lizosomalnych białek błonowych i utrzymaniu niekanonicznej sygnalizacji mTORC1. Brak ESCRT-I prowadzi do odpowiedzi homeostatycznej, polegającej na hamowaniu niekanonicznej sygnalizacji mTORC1, a w konsekwencji aktywację czynników TFEB i TFE3, by przeciwdziałać niedoborom składników odżywczych pochodzących z degradacji lizosomalnej
IBD PAN, sygn. 20268 ; click here to follow the link
Instytut Biologii Doświadczalnej im. Marcelego Nenckiego Polskiej Akademii Nauk
Biblioteka Instytutu Biologii Doświadczalnej im. Marcelego Nenckiego PAN
Dec 18, 2023
Jul 20, 2023
53
https://rcin.org.pl./publication/275536
Biesiada, Jacek Czwordon-Lis, Paulina Domosławska, Beata Hojdis, Izabela Jaworska, Karolina Karpov, Marta Koper, Beata Latosińska, Beata Mioduszewski, Tomasz Szkudlarska, Małgorzata Szymańska, Zyta Umerle, Tomasz Węglarczyk, Barbara Włoszczyńska, Aleksandra Wróbel, Stanisław Ziomek-Miarkowska, Anna
Biesiada, Jacek Czwordon-Lis, Paulina Domosławska, Beata Hojdis, Izabela Jaworska, Karolina Karpov, Marta Kopert, Beata Latosińska, Beata Mioduszewski, Tomasz Szkudlarska, Małgorzata Szymańska, Zyta Umerle, Tomasz Węglarczyk, Barbara Włoszczyńska, Aleksandra Wróbel, Stanisław Ziomek-Miarkowska, Anna
Biesiada, Jacek Czwordon-Lis, Paulina Domosławska, Beata Hojdis, Izabela Jaworska, Karolina Karpov, Marta Koper, Beata Latosińska, Beata Mioduszewski, Tomasz Szkudlarska, Małgorzata Szymańska, Zyta Umerle, Tomasz Węglarczyk, Barbara Włoszczyńska, Aleksandra Wróbel, Stanisław Ziomek-Miarkowska, Anna
Biesiada, Jacek Czwordon-Lis, Paulina Domosławska, Beata Hojdis, Izabela Jaworska, Karolina Karpov, Marta Koper, Beata Latosińska, Beata Mioduszewski, Tomasz Szkudlarska, Małgorzata Szymańska, Zyta Umerle, Tomasz Węglarczyk, Barbara Włoszczyńska, Aleksandra Wróbel, Stanisław Ziomek-Miarkowska, Anna
Biesiada, Jacek Czwordon-Lis, Paulina Domosławska, Beata Hojdis, Izabela Jaworska, Karolina Karpov, Marta Koper, Beata Latosińska, Beata Mioduszewski, Tomasz Szkudlarska, Małgorzata Szymańska, Zyta Umerle, Tomasz Węglarczyk, Barbara Włoszczyńska, Aleksandra Wróbel, Stanisław Ziomek-Miarkowska, Anna