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Understanding SHARPIN's role in apoptosis regulation in vivo
Stefan Lutzmayer
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Molekulare Biologie
Betreuer*in
Fumiyo Ikeda
DOI
10.25365/thesis.31840
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29579.28469.351563-3
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Ubiquitinierung von Proteinen ist eine essentielle posttranslationelle Modifikati-on, die an einer Vielzahl von zellulären Prozessen von integraler Bedeutung ist. Typische Ub-Ketten, untereinander verlinkt über Lysine (Lys), wurden intensiv in der Molekular-biologie erforscht. Im Gegensatz dazu ist über atypische linear Ubiqutinketten, die durch eine Verlinkung via Methionin 1 charakterisiert sind, relativ wenig bekannt. Ub Ligase-Komplex „LUBAC“ ist bisher die einzige identifizierte Enzymkomplex der im Stande ist, diese lineare-Ubiquitinketten, zu generieren. Wir und Andere haben bereits gezeigt, dass von LUBAC erzeugte lineare Ubiquitinketten in verschiedenen Signalwegen, darunter der TNF-alpha induzierte Nf-κB- und Apoptose-Signalweg, elementar sind. Ein für die regulatorische LUBAC-Untereinheit SHARPIN defizientes Mausmodell (SHAR-PINcpdm/cpdm) zeichnet sich durch offensichtliche Hautentzünungserscheinungen, be-zeichnet als chronic proliferative dermatistis in mice (cpdm), als auch über systemweite Defekte in Organen wie Lunge und Milz, als auch in sekundären immunologischen Ge-weben aus. SHARPINcpdm/cpdm primär isolierte embryonale Fibroblasten haben reduzier-te Nf-κB-Aktivität und zeigen interessanterweise hochregulierte Apoptose in Kera-tinocyten nach Behandlung mit TNF-alpha in vitro. Deshalb hypothetisieren wir einen Zusammenhang zwischen Apoptose und Entzündung in den Keratinozyten, welcher durch zusätzliche Biochemiedaten, die LUBAC spezifische Ubiquitinierung der Apopto-se-Signalweg Komponente FADD, untermauert wird. Hier zeige ich, dass durch Kreuzen von SHARPINcpdm/cpdm Mäusen mit einer epidermis-spezifischen TRADD (TNF receptor 1 associated protein with death domain), Knock-Out Maus (TRADDE-KO), eines für TNF-alpha vermittelten Apoptose unabdingbarem Adaptorprotein, gerettet wird. Hautgewe-beschnitte, welche durch Standard H&E als auch mit Antikörper spezifisch für Zelltod-marker sowie Makrophagen gefärbt wurde, zeigen eine komplette Wiederherstellung der Wildtyp-Situation der Haut in SHARPINcpdm/cpdm.TRADDE-KO Doppel-KO-Mäusen. Die systemweiten Defekte des SHARPINcpdm/cpdm Phänotypen bestehen unverändert weiter.
Abstract
(Englisch)
Ubiquitination is an essential post-translational modification, which is of funda-mental importance in various cellular processes. Typical ubiquitin (Ub) chains – linked through their lysine (Lys) residues – have been intensively studied. In contrast, much less is known about methionine 1 ‘head-to-tail’ linked linear-Ub (lin-Ub) chains. So far, only the E3 ligase complex ‘LUBAC’ is known to generate those ‘atypical’ Ub-chains. We and others showed that lin-Ub-chains are intrinsic for NF-κB activation and control of apoptosis. Furthermore, implications in skeletal development, tumourigenesis innate and adaptive immunity were found. Mice deficient for the regulatory LUBAC subunit SHARPIN (SHARPINcpdm/cpdm) suffer from the severe cpdm (chronic proliferative derma-tistis in mice) multi-organ phenotype, characterised by overt skin inflammation, missing peyer’s patch formation, splenomegaly and defective spleen germinal centre formation. Primary MEF isolated from these mice were defective in Nf-κB activation and intriguing-ly demonstrated to be hyper sensitive for TNF-α induced FADD-caspase-8 mediated apoptosis. Furthermore, we observed apoptosis marker cleaved caspase-3 positive cells by skin histology. Hence, we hypothesised a cross-talk between apoptosis and inflamma-tion. Additional biochemical data suggested LUBAC-induced linear ubiquitination of a cell-death complex component FADD. TNF-α induced apoptosis revealed to be blocked in mice genetically ablated for the adaptor protein TRADD (TNF receptor 1 associated protein with death domain) whereas FADD/caspase-8 knockout mice were embryonic lethal. Here I show that an epidermis specific TRADD knockout (TRADDE-KO) in SHARPINcpdm/cpdm background rescues skin inflammation. H&E staining, antibody specif-ic immunohistochemistry for macrophages and apoptotic cells of skin sections revealed a complete recovery to wild type skin architecture in SHARPINcpdm/cpdm.TRADDE-KO dou-ble knockout animals. System-wide cpdm phenotypes remained unaffected.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Ubiquitin LUBAC SHARPIN TRADD FADD
Schlagwörter
(Deutsch)
Ubiquitin LUBAC SHARPIN TRADD FADD
Autor*innen
Stefan Lutzmayer
Haupttitel (Englisch)
Understanding SHARPIN's role in apoptosis regulation in vivo
Publikationsjahr
2014
Umfangsangabe
53 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Fumiyo Ikeda
Klassifikation
42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie
AC Nummer
AC12031267
Utheses ID
28314
Studienkennzahl
UA | 066 | 834 | |