Human prion-like proteins and their relevance in disease
Les “prion-like proteins” han anat adquirint una atenció cada cop major en els últims anys. El seu interès recau en: i) la seva implicació en malalties degeneratives; ii) la quantitat d’elles que presenten mutacions genètiques que augmenten el risc a patir la malaltia; iii) la seva habilitat d’estab...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2020 |
| País: | España |
| Institución: | CBUC, CESCA |
| Repositorio: | TDR. Tesis Doctorales en Red |
| OAI Identifier: | oai:www.tdx.cat:10803/670388 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10803/670388 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Agregació Agregación Aggregation Ciències de la Salut 00 |
| Sumario: | Les “prion-like proteins” han anat adquirint una atenció cada cop major en els últims anys. El seu interès recau en: i) la seva implicació en malalties degeneratives; ii) la quantitat d’elles que presenten mutacions genètiques que augmenten el risc a patir la malaltia; iii) la seva habilitat d’establir interaccions proteiques; i iv) la seva participació en la formació dels orgànuls sense membrana. Els prions de llevat són proteïnes amb la capacitat de canviar d’un estat soluble a un amiloide com a sistema adaptatiu per fer front a canvis ambientals. La majoria dels prions de llevat tenen un “prion forming domain” (PFD) desordenat i de baixa complexitat, enriquit en Gln i Asn, i empobrit en residus hidrofòbics o amb càrrega. Per tal de descobrir nous prions de llevat, es van desenvolupar eines computacionals que després es van usar per buscar proteïnes amb dominis similars als PFDs de llevat en altres proteomes, incloent l’humà. Aquestes proteïnes es van anomenar “prion-like”, i les seves regions identificades “prion-like domains” (PrLDs). Els PrLDs tenen una composició similar als PFDs de llevat, i comparteixen la capacitat d’agregar, replicar-se i propagar-se. En moltes malalties degeneratives s’han trobat dipòsits citoplasmàtics compostos de “prion-like proteins”, de les quals s’han descrit mutacions genètiques en el seu PrLD. La gran majoria de “prion-like proteins” són nuclears, però es transloquen al citoplasma quan provoquen la malaltia. Aquest fenomen s’ha associat a la seva agregació en forma amiloide. En aquesta tesis hem identificat nous candidats “prion-like” potencials, i hem validat experimentalment per set d’ells la regió responsable de la seva agregació. També hem millorat les prediccions de l’impacte de les mutacions genètiques en el procés d’agregació de les “prion-like proteins”. S’ha vist que les “prion-like proteins” tenen la capacitat de formar orgànuls sense membrana dinàmics i reversibles en funció de les condicions cel·lulars, com per exemple en situacions d’estrès. Quan aquests canvis cel·lulars són massa persistents, aleshores els orgànuls sense membrana deixen de ser reversibles donant lloc als dipòsits sòlids trobats en pacients. Encara estem lluny de conèixer el mecanisme exacte de la formació dels orgànuls sense membrana. Per aquesta raó, en aquesta tesis hem estudiat la “prion-like protein” hnRNPDL humana a fons per intentar expandir el coneixement sobre aquests fenòmens i la seva connexió amb la malaltia. Hem caracteritzat les propietats d’autoassemblatge de les isoformes de hnRNPDL demostrant la importància del splicing alternatiu en controlar els esdeveniments de separació de fase, i ensenyem que les mutacions D378N/H involucrades en malaltia acceleren dramàticament l’agregació de hnRNPDL, reduint la seva solubilitat en el múscul de Drosophila. Les “prion-like proteins” són nuclis de grans xarxes d’interaccions proteiques a través del seu PrLD. S’ha vist que un nombre significatiu de PFDs de llevat tenen regions “coiled-coil” que participen en el seu procés d’agregació. En aquesta tesis demostrem que això també passa pels PrLDs humans i hem caracteritzat la proteïna MED15 com a exemple, mostrant que el seu PrLD forma fibres amiloides en un procés mediat pel seu “coiled-coil”, fet que pot explicar el seu rol en malaltia. En general, aquesta tesis és un estudi exhaustiu de les “prion-like proteins” i les seves propietats. |
|---|