velikost textu

Regulatory mechanisms of microtubule reorganization in activated mast cells

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Regulatory mechanisms of microtubule reorganization in activated mast cells
Název v češtině:
Regulační mechanizmy reorganizace mikrotubulů v aktivovaných žírných buňkách
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Zuzana Hájková
Školitel:
doc. RNDr. Pavel Dráber, CSc.
Oponenti:
doc. RNDr. Pavla Binarová, CSc.
Ing. Jiří Hašek, CSc.
Id práce:
117166
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra buněčné biologie (31-151)
Program studia:
Vývojová a buněčná biologie (P1529)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
8. 12. 2017
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
žírné buňky, buněčná aktivace, nukleace mikrotubulů, dynamika mikrotubulů
Klíčová slova v angličtině:
mast cells, cell activation, microtubule nucleation, microtubule dynamics
Abstrakt:
SOUHRN Mikrotubuly (MTs) jsou dynamické struktury nezbytné pro vnitřní buněčnou organizaci a transport, propagaci signálu, buněčnou diferenciaci, pohyb a dělení. Pro vykonávání těchto funkcí vytvářejí složitá uspořádání, schopná rychle a přesně reagovat na různé signály. MTs jsou regulovány mnoha faktory, které mají vliv na jejich nukleaci, stabilitu a dynamiku. Žírné buňky z kostní dřeně (BMMCs) jsou důležitou součástí imunitního systému. Narušení jejich funkcí však může vést ke vzniku závažných nemocí. V průběhu aktivace BMMCs dochází k podstatné reorganizaci MTs. Molekulární mechanismy, které regulují tyto změny, jsou ale často neznámé. V této práci jsme charakterizovali funkci signálních proteinů GIT1/βPIX, kinázy PAK1 a Ca2+ signalizace v regulaci nukleace MTs u BMMCs a v dalších buněčných typech. Rovněž jsme popsali funkci působení miltefosinu (hexadecylphosphocholinu), nové slibné látky pro léčbu onemocnění způsobených žírnými buňkami. Zjistili jsme, že GIT1/βPIX proteiny interagují s γ-tubulinem, a že jsou lokalizovány v centrozomech žírných buněk. Nukleace MTs je pozitivně ovlivňována GIT1 proteinem a Ca2+, zatímco βPIX reguluje nukleaci MTs negativně. Cytosolický Ca2+ ovlivňuje vlastnosti γ-tubulinu a stimuluje jeho interakci s GIT1 a proteiny γ-tubulinového komplexu. Kromě toho vytváří γ-tubulin v aktivovaných BMMCs komplexy s GIT1 proteiny fosforylovanými na tyrozinech. Naše data dokumentují nový mechanismus regulace MTs v aktivovaných BMMCs pomocí tyrozinových kináz, GIT1/βPIX proteinů a Ca2+ signalizace. Ukázali jsme, že signální proteiny GIT1/βPIX společně s PAK1 kinázou ovlivňují nukleaci MTs z interfázních centrozomů v různých buněčných liniích. GIT1 a PAK1 představují pozitivní a βPIX negativní regulátory tohoto procesu. Úroveň nukleace MTs koreluje s množstvím γ-tubulinu na centrozomech. Prokázali jsme, že PAK1 fosforyluje GIT1 i βPIX proteiny a určili jsme jejich vazebné domény pro interakci s γ-tubulinem. Na základě těchto výsledků jsme navrhli nový mechanismus, kterým GIT1/βPIX signální proteiny a PAK1 kináza regulují nukleaci MTs v interfázních buňkách. Poprvé jsme ukázali, že miltefosin ovlivňuje BMMCs jak na plazmatické membráně, tak i v cytosolu. Miltefosin inhibuje degranulaci, reorganizaci MTs a chemotaxi za antigenem. Zatímco prokřížení a tyrozinová fosforylace IgE receptorů je v aktivovaných BMMCs působením miltefosinu potlačena, vtok Ca2+ do buňky inhibován není. Miltefosin dále ovlivňuje pohyb granul, dynamiku MTs v závislosti na Ca2+ a inhibuje fosforylaci proteinů interagujících s EB1 proteinem vázajícím se na rostoucí konec MTs. Působením miltefosinu na různých místech v BMMCs lze vysvětlit jeho efektivitu při léčbě nemocí způsobených žírnými buňkami.
Abstract v angličtině:
ABSTRACT Microtubules (MTs) are highly dynamic structures essential for the spatio-temporal intracellular organization and transport, signal propagation, cell differentiation, motility and division. To perform these roles, MTs create arrangements capable of fast and precise adaptation to various signals. MTs are under the control of many factors regulating MT nucleation, stability and dynamics. Bone marrow-derived mast cells (BMMCs) are important immune system cells, which can cause serious diseases if their functions are deregulated. Although MT reorganization during BMMC activation is well established, the molecular mechanisms that control their remodelling are largely unknown. In the presented thesis we functionally characterised GIT1/βPIX signalling proteins, PAK1 kinase, and Ca2+ signalling in the regulation of MT nucleation in BMMCs and other cell types. We also elucidated the function of miltefosine (hexadecylphosphocholine), a promising candidate for the treatment of mast cell-driven diseases. We found that GIT1/βPIX signalling proteins are γ-tubulin-interacting proteins associating with centrosomes in BMMCs. MT nucleation is positively regulated by GIT1 and Ca2+, whereas βPIX is a negative regulator of MT nucleation in BMMCs. Cytosolic Ca2+ affects γ-tubulin properties and stimulates the interaction of γ-tubulin with GIT1 and γ-tubulin complex proteins. Moreover, γ-tubulin forms complexes with tyrosine-phosphorylated GIT1 in activated BMMCs. Our data suggest a novel mechanism for the concerted action of tyrosine kinases, GIT1/βPIX proteins and Ca2+ in the regulation of MT nucleation in activated BMMCs. We showed that GIT1/βPIX signalling proteins, together with PAK1 kinase regulate MT nucleation from interphase centrosomes in different cell types. GIT1 and PAK1 represent positive, and βPIX negative regulators of this process. The level of MT nucleation correlates with the amount of γ-tubulin at centrosomes. We proved that GIT1 and βPIX are phosphorylated by PAK1 kinase and determined their binding domains for the interaction with γ-tubulin. Based on obtained results, we propose that GIT1/βPIX and PAK1 represent a novel regulatory mechanism of MT nucleation in interphase cells. We showed for the first time that miltefosine modulates BMMCs both at the plasma membrane and in the cytosol. It inhibits the degranulation, MT reorganization and antigen-induced chemotaxis. While the aggregation and tyrosine phosphorylation of high-affinity IgE receptors is suppressed in activated BMMCs treated with miltefosine, Ca2+ influx is not inhibited. Besides that, miltefosine modulates intracellular movement of granules, MT dynamics in Ca2+-dependent manner and attenuates the phosphorylation of proteins interacting with MT plus-end binding protein EB1. Miltefosineʼs action at multiple sites in BMMCs could explain its effectivity in the treatment of mast cell diseases.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Zuzana Hájková 17.64 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Zuzana Hájková 77 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Zuzana Hájková 74 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce Mgr. Zuzana Hájková 622 kB
Stáhnout Posudek vedoucího doc. RNDr. Pavel Dráber, CSc. 328 kB
Stáhnout Posudek oponenta doc. RNDr. Pavla Binarová, CSc. 358 kB
Stáhnout Posudek oponenta Ing. Jiří Hašek, CSc. 193 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 122 kB