velikost textu

Changes in domain organization of the plasma membrane in the stress response

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:
Changes in domain organization of the plasma membrane in the stress response
Název v češtině:
Změny doménového uspořádání plasmatické membrány v odpovědi na stres
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Katarína Vaškovičová
Školitel:
RNDr. Jan Malínský, Ph.D.
Oponenti:
Ing. Olga Zimmermannová, Ph.D.
Mgr. Zuzana Cvačková, Ph.D.
Id práce:
129913
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra genetiky a mikrobiologie (31-140)
Program studia:
Molekulární a buněčná biologie, genetika a virologie (P1519)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
3. 2. 2020
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
plasmatická membrána, membránové mikrodomény, stresová odpověď
Klíčová slova v angličtině:
plasma membrane, membrane microdomains, stress response
Abstrakt:
Abstrakt MCC/eisosomy jsou mikrodomény kvasinkové plasmatické membrány. MCC/eisosomy vnímají změny extracelulárních a intracelulárních podmínek a aktivují důležité signální dráhy, které odpovídají na stres. V této studii jsme zkoumali funkci MCC/eisosomů za podmínek chronického nedostatku glukózy. Ukázali jsme, že za těchto podmínek MCC/eisosomy regulují degradaci mRNA. Konkrétně, sekvestrace evolučně konzervované exoribonukleázy Xrn1 na MCC/eisosomech vede ke snížení její enzymatické aktivity. Modulace enzymatické aktivity pomocí lokalizace enzymu může představovat nový a efektivní způsob regulace biochemických drah. Naše výsledky také naznačují, že MCC protein Nce102 může hrát úlohu ve fúzi vakuol a v degradaci lipidových partikulí. Odhalili jsme, že dlouhodobý nedostatek glukózy indukuje translokaci proteinu Nce102 z MCC mikrodomény do vakuolárních membránových mikrodomén bohatých na steroly. Mutanty, kterým chybí protein Nce102 a jeho funkční homolog Fhn1, vykazují signifikantní zpoždění v maturaci vakuol a v turnoveru markeru lipidových partikul, proteinu Erg6. Funkce MCC/eisosomů v stresové odpovědi jsou zdokumentované ve velkém množství kvasinkových druhů. Podobně jako funkce těchto mikrodomén jsou i jednotlivé proteinové komponenty MCC/eisosomů evolučně konzervované. Abychom hlouběji charakterizovali tento jev, otestovali jsme kompatibilitu MCC/eisosomů v Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae) s MCC/eisosomálními proteiny z fylogeneticky distantního druhu Schizosaccharomyces pombe (S. pombe, Sp). Zjistili jsme, že Pil1 a jeho homolog SpPil1 spolu kompetují a SpPil1 je schopný nahradit funkci endogenního Pil1 proteinu a organizovat MCC/eisosomy v S. cerevisiae. Podobně i Nce102 a jeho homolog SpFhn1 jsou kompetitory, i když Nce102 asociuje lépe než SpFhn1 jak s Pil1 tak s SpPil1 proteinem. Naproti tomu, homolog stabilizujícího proteinu Seg1 v S. pombe, SpSle1, nedokáže interagovat s Pil1 proteinem v plasmatické membráně S. cerevisiae, i když za stejných podmínek dokáže interagovat s jeho přirozeným interakčním partnerem, SpPil1 proteinem. Tato pozorování objasnila nejenom základní principy organizace MCC/eisosomů, ale také nám umožnila rekonstituovat S. pombe MCC/eisosomy v plasmatické membráně S. cerevisiae. Tyto eisosomy tvořené proteiny z S. pombe přitom byly schopné atrahovat endogenní MCC/eisosomální proteiny. Bude zajímavé zjistit, jestli si přenesená mikrodoména z S. pombe zachovává i svou funkci v stresové odpovědi u S. cerevisiae.
Abstract v angličtině:
Abstract MCC/eisosomes are yeast plasma membrane microdomains that respond to changes in both extracellular and intracellular conditions and activate important stress-related signaling pathways. In this study, we investigated the function of MCC/eisosomes under the conditions of chronic glucose depletion. We found that MCC/eisosomes regulate mRNA decay under these conditions. Specifically, we demonstrated that the sequestration of the evolutionarily conserved Xrn1 exoribonuclease at MCC/eisosomes leads to the attenuation of its enzymatic activity. Modulation of activity by the enzyme localization may represent a novel and effective mechanism in regulation of biochemical pathways. Moreover, our results suggested that an MCC protein Nce102 might play a role in vacuolar fusion and lipid droplets degradation. We demonstrated that prolonged chronic glucose depletion induces the translocation of Nce102 from MCC to sterol-enriched microdomains in the vacuolar membrane. Deletion mutants lacking Nce102 and its functional homologue Fhn1 exhibited significant delay in vacuole maturation and in turnover of a lipid droplet marker Erg6. The function of MCC/eisosomes in the stress response have been demonstrated in many fungal species. Similar to the microdomain function, also individual protein components of MCC/eisosomes are widely evolutionarily conserved. To further characterize this phenomenon, we tested the compatibility of Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae) MCC/eisosome with MCC/eisosomal proteins from phylogenetically distant species Schizosaccharomyces pombe (S. pombe; Sp). We found that S. cerevisiae Pil1 and its homologue SpPil1 compete with each other and SpPil1 is able to substitute for Pil1 function in organizing S. cerevisiae MCC/eisosomes in cells lacking endogenous Pil1 protein. Similarly, Nce102 and its homologue SpFhn1 are competitors, albeit Nce102 is more effective than SpFhn1 in binding both Pil1- and SpPil1-organized eisosomes. In contrast, S. pombe homologue of the eisosome stabilizer Seg1, SpSle1, did not recognize Pil1 at the plasma membrane of S. cerevisiae, while it strongly interacted with its natural interaction partner SpPil1 under the same conditions. These observations shed not only the new light on principles of the MCC/eisosome organization, but also allowed us to reconstitute S. pombe MCC/eisosome in the plasma membrane of S. cerevisiae, which was capable to attract endogenous MCC proteins. Further tests would be necessary to prove whether the imported S. pombe microdomain preserves also its function in the stress response.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Katarína Vaškovičová 9.3 MB
Stáhnout Příloha k práci Mgr. Katarína Vaškovičová 5.62 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Katarína Vaškovičová 260 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Katarína Vaškovičová 252 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce Mgr. Katarína Vaškovičová 509 kB
Stáhnout Posudek oponenta Ing. Olga Zimmermannová, Ph.D. 293 kB
Stáhnout Posudek oponenta Mgr. Zuzana Cvačková, Ph.D. 288 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby RNDr. Dana Holá, Ph.D. 154 kB