Διερεύνηση του γενετικού-βιολογικού ρόλου των εισοσωμικών πρωτεϊνών του μύκητα Αspergillus nidulans

Διδακτορική Διατριβή uoadl:1308838 415 Αναγνώσεις

Μονάδα:
Τομέας Γενετικής και Βιοτεχνολογίας
Βιβλιοθήκη Σχολής Θετικών Επιστημών
Ημερομηνία κατάθεσης:
2015-12-08
Έτος εκπόνησης:
2015
Συγγραφέας:
Αθανασόπουλος Αλέξανδρος
Στοιχεία επταμελούς επιτροπής:
Μιλτιάδης Τύπας Καθηγητής
Πρωτότυπος Τίτλος:
Διερεύνηση του γενετικού-βιολογικού ρόλου των εισοσωμικών πρωτεϊνών του μύκητα Αspergillus nidulans
Γλώσσες διατριβής:
Ελληνικά
Μεταφρασμένος τίτλος:
Investigation of the genetic-biological role of eisosomal proteins of the fungus Aspergillus nidulans
Περίληψη:
Η πλασματική μεμβράνη εμπλέκεται σε διαφορετικές κυτταρικές λειτουργίες, ο
συντονισμός των οποίων απαιτεί τη δυναμική οργάνωση των συστατικών της, σε
μεμβρανικές περιοχές διαφορετικής λιπιδικής και πρωτεϊνικής σύστασης. Τα στικτά
πρωτεϊνικά συμπλέγματα που ονομάζονται εισοσώματα, τουλάχιστον εν μέρει,
συμβάλλουν στη διαμερισματοποίηση της πλασματικής μεμβράνης των μυκήτων. Στο
νηματοειδή μύκητα Aspergillus (Emericella) nidulans, οι εισοσωμικές πρωτεΐνες
PilA και PilB, ομόλογες των Pil1/Lsp1 του Saccharomyces cerevisiae, και η SurG,
ομόλογη της Sur7, συναρμολογούνται και σχηματίζουν πυκνές στικτές κοκκιώδεις
δομές στα προϊόντα του αφυλετικού κύκλου ζωής του μύκητα, τα κονιδιοσπόρια
Στην παρούσα διδακτορική διατριβή, μελετήθηκε η κατανομή και η έκφραση των
εισοσωμικών πρωτεϊνών κατά τη διάρκεια του φυλετικού κύκλο ζωής του A.nidulans.
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι κύριες εισοσωμικές πρωτεΐνες, PilA, PilB και
SurG δεν εκφράζονται στα κύτταρα hulle ή τα πρώιμα ασκοσπόρια αλλά αντίθετα
εκφράζονται στα ώριμα ασκοσπόρια. Σε αδρανή ώριμα ασκοσπόρια, η πρωτεΐνη PilΑ
σχηματίζει στατικές στικτές δομές στην πλασματική μεμβράνη των ασκοσπορίων.
Παρόμοια, η PilB εντοπίζεται στην περιφέρεια των ασκοσπορίων αλλά
συγκεντρώνεται κυρίως στις περιοχές όπου τα δύο μισά ενός ασκοσπορίου
ενώνονται. Τέλος, η SurG εντοπίζεται τόσο στη μεμβράνη των ασκοσπορίων όσο και
περιπυρηνικά - ενδοπλασματικό δίκτυο. Σε εκβλαστημένα ασκοσπόρια, οι στικτές
δομές κατά μήκος της υφής αποτελούνται αποκλειστικά από την πρωτεΐνη PilΑ. Η
PilB εντοπίζεται διάχυτη στο κυτταρόπλασμα και η SurG στοχεύετε στα χυμοτόπια,
τα ενδοσώματα αλλά εντοπίζεται και σε στικτούς κοκκιώδεις σχηματισμούς στην
κεφαλή των υφών. Η κατανομή αυτών των πρωτεϊνών είναι πανομοιότυπη με αυτή που
βρέθηκε σε νεαρές υφές προερχόμενες από κονιδιοσπόρια. Επιπλέον, σε
εκβλαστημένα ασκοσπόρια οι PilΑ στικτοί σχηματισμοί δεν συνεντοπίζονται με τις
ιδιαίτερα κινητικές στικτές δομές της ΑbpΑ, ενός μάρτυρα ενδοκύττωσης κυστιδίων
καλυμμένων με πλέγμα κλαθρίνης. Παρουσία μυριοσίνης – ειδικού αναστολέα της
βιοσύνθεσης σφιγγολιπιδίων – τα PilΑ κοκκία των νεαρών υφών που προέρχονται από
ασκοσπόρια, είναι λιγότερα σε αριθμό και η τοπολογία τους έχει σημαντικά
αλλοιωθεί, υποδηλώνοντας συσχέτιση μεταξύ της εισοσωμικής PilΑ και της
βιοσύνθεσης των σφιγγολιπιδίων.
Επιπρόσθετα, καθώς η πρωτεΐνη Nce102 του S. cerevisiae έχει προταθεί ότι
αποτελεί μέρος ενός αισθητήρα των επίπεδων των σφιγγολιπιδίων, διερευνήθηκε ο
ρόλος της AnNce102 στον A. nidulans. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η AnNce102
σχηματίζει σταθερές δομές με χαμηλή κινητικότητα που συνεντοπίζονται με τα
εισοσώματα και διαδραματίζει καθοριστικό ρόλο στην πυκνότητα/αριθμό των
PilA/SurG κοκκίων στην κεφαλή νεαρών υφών. Επιπλέον, δείχθηκε ότι οι πρωτεΐνες
AnNce102 και PilA ρυθμίζουν αρνητικά τη βιοσύνθεση σφιγγολιπιδίων, καθώς
απαλοιφές των γονιδίων τους καταστέλλουν μερικώς τη θερμοευαισθησία του
στελέχους basA1, το οποίο κωδικοποιεί για την C4-υδροξυλάση, υπεύθυνη για τη
μετατροπή της διϋδροσφιγγοσίνης σε φυτοσφιγγοσίνη. Επιπλέον, απαλοιφές των
γονιδίων annce102 και pilA καταστέλλουν μερικώς τη μη φυσιολογική ανάπτυξη που
παρατηρείται μετά από επώαση των κυττάρων με τους αναστολείς της βιοσύνθεσης
των σφιγγολιπιδίων, μυριοσίνη και αουρεοβασιδίνη Α. Ταυτόχρονα, δείχθηκε ότι
απενεργοποίηση της κινάσης YpkA μιμείται τη γενετική ή τη φαρμακολογική μείωση
των σφιγγολιπιδίων, γεγονός, το οποίο υποδεικνύει την άμεση σχέση της κινάσης
με τη ρύθμιση του μονοπατιού της βιοσύνθεσης των σφιγγολιπιδίων. Στις ίδιες
συνθήκες παρατηρήθηκε σημαντική αύξηση δραστικών μορφών οξυγόνου (ΔΜΟ- ROS), η
οποία μπορούσε εν μέρει να ξεπεραστεί με την απαλοιφή των γονιδίων pilA και
annce102. Σε συμφωνία με αυτά τα ευρήματα, παρατηρήθηκε ευαισθησία ή
ανθεκτικότητα των annce102Δ ή/και pilAΔ στελεχών σε διαφορετικούς οξειδωτικούς
παράγοντες, ενώ η υπερέκφραση της AnNce102 αποκαθιστά τον αριθμό και την
οργάνωση των PilA/SurG κοκκίων σε κύτταρα με διαταραγμένα επίπεδα
σφιγγολιπιδίων και επιπρόσθετα οδηγεί στον «άτυπο» εντοπισμό των PilA κοκκίων
στα διαφράγματα.
Λέξεις-κλειδιά:
Μεμβράνη, Εισοσώματα, Σφιγγολιπίδια, Ασκοσπόρια, Ενδοκύττωση
Ευρετήριο:
Όχι
Αρ. σελίδων ευρετηρίου:
0
Εικονογραφημένη:
Ναι
Αρ. βιβλιογραφικών αναφορών:
233
Αριθμός σελίδων:
259