Geri Dön

Using C. elegans to investigate ciliary protein transport into cilia

Silyalı proteinin silyaya taşınmasını araştırmak için C. elegans'ın kullanılması

PDF İndir

  1. Tez No: 883882
  2. Yazar: OKTAY İSMAİL KAPLAN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. OLİVER E BLACQUE
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Genetik, Moleküler Tıp, Genetics, Molecular Medicine
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2011
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: University College Dublin
  10. Enstitü: Yurtdışı Enstitü
  11. Ana Bilim Dalı: Genetik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 190

Özet

Silyalar, hücre ve sıvı hareketliliğinde görev yapan, duyusal organeller olarak işlev gören, evrimsel olarak korunmuş mikrotübül temelli yapılardır. Silyalar, evrimsel olarak korunmuş İntraflagellar Taşıma (IFT) olarak adlandırlan protein kompleksi tarafından ile inşa edilir ve korunur. IFT parçacıkları, en az 20 farklı proteinden oluşur ve iki alt kompleks halinde düzenlenir: IFT kompleks A ve IFT kompleks B. Silya işlev bozukluğu ve silya yapısındaki kusurlar, polikistik böbrek hastalığı (PKD), Meckel sendromu (MKS), Bardet-Biedl sendromu (BBS), Nefronoftizis (NPHP) ve Joubert sendromu (JS) gibi geniş bir yelpazedeki insan hastalıklarına yol açar. Son araştırmalar, silya biyogenezi ve silya membran proteinlerinin silyalara taşınmasında yer alan intraveziküler yolakların birçok bileşenini işaret etmektedir. Bu bileşenlerden biri, C. elegans'ta silya transmembran proteinlerini ayırdığı ve silya morfolojisini düzenlediği gösterilen klatrin AP-1 adaptör kompleksidir. Klatrin AP-1 kompleksi, tek hücreli organizma Leishmania'da kamçı oluşumu için gereklidir. Ancak, AP-1 mutantlarında silya yapı kusurlarının moleküler mekanizmaları tam olarak incelenmemiştir ve AP-1 ile birlikte silya membran proteinlerinin silyalara taşınmasında görev alan diğer bileşenler bilinmemektedir. Dahası, AP-1'in metazoa silya oluşumundaki rolü ele alınmamıştır. Bu nedenle, genetik olarak izlenebilir bir nematod olan C. elegans'ı kullandık; silyalar, duyusal nöronların distal dendrit uçlarından uzanır. AP-1'in, silya morfolojisini, konumlandırma/yönlenmeyi ve mikrotübül stabilitesini/asetilasyonunu kolaylaştırdığını bulduk ve bu işlevlerin C. elegans ve insanlarda korunduğunu gözlemledik. Bu kusurların IFT'den bağımsız olduğu görülüyor, çünkü AP-1 eksikliği olan hücreler, normal IFT protein lokalizasyonuna ve silya boyunca yürümesine sahiptir. Buna karşılık, chc-1 (klatrin) veya rab-8'in bozulması, unc-101 (C. elegans AP-1) kurtçuklarının fenotipini taklit eder, ODR-10 (bir transmembran protein) vezikül oluşumunu engeller ve ODR-10'un tüm plazma membran hedeflerine yanlış yönlendirilmesine neden olur. Son olarak, ODR-10, hücre somasında RAB-8 ile kolokalize olur ve dendritler boyunca birlikte taşınırken, ODR-10 ve UNC-101 sinyalleri yan yana gelir ve örtüşmez. İkinci bölümde, C. elegans'ta silya oluşumunda endositik olayların rolünü inceledik. Endositoz, kutuplaşmış ve kutuplaşmamış hücrelerde plazma membran biyogenezini de içeren geniş bir yelpazedeki hücresel olayları düzenleyen bir süreçtir. Endositik bileşenler, silya bazına yakın yerleşmiş görünse de, silya protein ve membran taşınmasını kolaylaştırdığı öne sürülen bir alan (Molla-Herman, Ghossoub ve ark. 2010; Nachury, Seeley ve ark. 2010), endositik sürecin kesin rolü iyi incelenmemiştir. Duyusal silyaların altında, morfolojik olarak ayırt edici bir bölüm olan ve endositozla ilişkili proteinlerin havuzlarını (AP-2 klatrin adaptörü, dinamin, RAB-5) içeren bir silya endositik bölgesi (CEZ) bulunduğunu tespit ettik. Endositik gen işlevinin bozulması, hem CEZ'de hem de AWB (amfid kanadı“B”hücreleri) nöronal silyalarında membran hacminin genişlemesine neden olurken, transmembran (ODR-10, OSM-9), membrana bağlı (ARL-13) ve IFT proteinlerinin lokalizasyonu ve taşıma dinamikleri üzerinde farklı etkiler gösterir. Son olarak, bbs-8 ve rab-8 mutasyonları, endositik mutantların membran kusurları üzerinde baskılayıcı etkiler sergiler. Bu veriler, metazoan AP-1'in silya yapı/işlevini kolaylaştırmada korunan rolleri olduğunu ve C. elegans nöronal silya membran taşınmasındaki erken adımları koordine etmek için RAB-8 ile işbirliği yaptığını düşündürmektedir. Ayrıca, verilerimiz, C. elegans duyusal silyalarının altında, rab-8 ve bbs-8'e bağlı bir şekilde silya membran taşınmasını kolaylaştıran endositik bir ayırma istasyonunu işaret etmektedir.

Özet (Çeviri)

Cilia are evolutionary conserved microtubule based structures, serving as sensory organelles and functioning in cell and fluid motility. Cilia are built and maintained by an evolutionary conserved motility process called Intraflagellar transport (IFT). The IFT particles consist of at least 20 different proteins, which are organized into two subcomplexes: IFT complex A and IFT complex B. Cilia dysfunction and defects in cilia structure lead to a wide range of human disorders such as polycystic kidney disease (PKD), Meckel syndrome (MKS), Bardet-Biedl syndrome (BBS), Nephronophthisis (NPHP) and Joubert syndrome (JS). Recent studies have implicated a number of components of intravesicular pathways in cilia biogenesis and delivery of ciliary membrane proteins to cilia. One of these components is the clathrin AP-1 adaptor complex, which was shown to sort ciliary transmembrane proteins in C. elegans and regulate cilia morphology in C. elegans. The clathrin AP-1 complex is required for flagella formation in the unicellular organism Leishmania. However, the molecular mechanisms underlying the cilia structure defects in AP-1 mutants were not examined thoroughly, and other components functioning together with AP-1 in the delivery of ciliary membrane proteins to cilia were unknown. Furthermore, the role of AP-1 in cilium formation in metazoans was not addressed. Therefore we employed the genetically tractable nematode, C. elegans, where cilia extend from the distal dendrite tips of highly polarized sensory neurons. We find that AP-1 facilitates cilium morphology, positioning/orientation, and microtubule stability/acetylation and these functions were conserved C. elegans and human. These defects appear IFT independent, since AP-1-depleted cells possess normal IFT protein localizations/motilities. In contrast, disruption of chc-1 (clathrin) or rab-8 phenocopies unc-101 (C. elegans AP-1 ) worms, preventing ODR-10 (a transmembrane protein) vesicle formation and causing ODR-10 misrouting to all plasma membrane destinations. Finally, ODR-10 colocalises with RAB-8 in cell soma and co-translocate along dendrites, whereas ODR-10 and UNC-101 signals are juxtaposed and do not overlap. In chapter II, we examined the role of endocytic events in cilium formation in C. elegans. Endocytosis is a process regulating a wide range of cellular events including plasma membrane biogenesis in polarized and non-polarized cells. Although endocytic components appear to localize to near the cilium base, where it was proposed to facilitate ciliary protein and membrane trafficking cilia (Molla-Herman, Ghossoub et al. 2010; Nachury, Seeley et al. 2010), the exact role of the endocytic process is not well examined. We find that beneath sensory cilia possesses a ciliary endocytic zone (CEZ), a morphologically distinct compartment containing pools of endocytosis-associated proteins (AP-2 clathrin adaptor, dynamin, RAB-5). Disruption of endocytic gene function results in expansions of membrane volume both at the CEZ and in AWB (amphid wing“B”cells) neuronal cilia, together with differential effects on the localization and transport dynamics of transmembrane (ODR-10, OSM-9), membrane-associated (ARL13) and IFT proteins. Finally, mutations in bbs-8 and rab-8 exhibit suppressive effects on the membrane defects of endocytic mutants. Together, these data implicate conserved roles for metazoan AP-1 in facilitating cilium structure/function and suggest cooperation with RAB-8 to coordinate distinct early steps in C. elegans neuronal ciliary membrane trafficking. Also our data implicate an endoctyic sorting station beneath C. elegans sensory cilia, which facilitates ciliary membrane transport in a rab-8 and bbs-8 dependent manner.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    414066

    Phenotypic analysis of pash-1ts mutant to understand the roles of miRNAs in UPRER

    Mikro RNAların endoplazmik retikulumdaki katlanmamış protein tepkisi (KPTER)'ndeki rollerini anlamak için pash-1ts suşunun fenotipik analizi

    GÜLKIZ BAYTEK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    BiyolojiKoç Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. FUNDA ŞAR

  2. Tez No

    496432

    Molecular and physiological investigation of longevity in yeast

    Maya hücrelerinde uzun yaşamın moleküler ve fizyolojik yönden incelenmesi

    MEVLÜT ARSLAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Biyoteknolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ZEYNEP PETEK ÇAKAR

  3. Tez No

    335659

    Conjugated polymer nanoparticles for biomedical applications including bioimaging and drug delivery

    Konjuge polimer nanoparçacıkların ilaç taşınımı ve biyolojik görüntüleme içeren biyomedikal uygulamaları

    ÖZLEM ÜNAL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2013

    Kimyaİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Kimya Bölümü

    DOÇ. DR. DÖNÜŞ TUNCEL

  4. Tez No

    401609

    Co–and post–translational N–linked glycosylation of cardiac potassium channel subunits: A dissertation

    Başlık çevirisi yok

    TUBA BAŞ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2010

    BiyomühendislikUniversity of Massachusetts Medical School

    Biyomedikal Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. WILLIAM R. KOBERTZ

  5. Tez No

    810245

    Investigations into the function and regulation of the C-terminal binding protein (CTBP-1) in C. elegans

    C. elegans'ta C-terminal Binding Protein'in (CTBP-1) fonksiyonunun ve düzenlenmesinin araştırılması

    DUYGU YÜCEL

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Tıbbi BiyolojiUniversity of Sydney

    Tıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ HANNAH NICHOLAS

Geri Dön