måndag 12 oktober 2015

Mevalonaatitiestä on uusi väitöskirja

https://gupea.ub.gu.se/handle/2077/39229
Titel: Inhibition of the mevalonate pathway in C. elegans: Consequences and implications
Författare: Ranji, Parmida

Tämä on niin mielenkiintoinen aihe, olen pohtinut monta kertaa miten ihmeessä voidaan estää mevalonaattitietä ilman seuraamuksia. Katsataan mitä tämä antaa tämä thesis.  Tämä on jolloin C.Elegansilla tehty
Wikipedia näyttää siitä hahmon:
 https://fi.wikipedia.org/wiki/Caenorhabditis_elegans

MEVALONAATTI -tie vastaa ihmisessä  kolesterolin syntetisoimisesta ja sen ohella  monesta tärkeästä biomolekyylistä, kuten  Q10, koentryymi Q:sta, joka on mitokondriassa elektronitransporttiketjun komponentti , dolikoleista ( jotka ovat  tärkeitä N-linkin tekevässä proteiinin glykosylaatiossa) ja isoprenoidesita( jotka voat tärkeitä pienten GTPaasien liittymisessä kalvoon).
Tämä väitöskirja  käsittää uusia havaintoja  statiinien vaikutuksesta mevalonaattitiehen ja tässä käytetään apuna C- elegans- matoa  malliorganismina.
STATIINIT ovat kolesterolia alentavia lääkeaineita, jotka estävät entsyymiä HMG-CoA-reduktaasi. Tämä entsyymi on  mevalonaattitiessäå syntetisoitumistahtia rajoittava  ja tällä tavalla statiinit  pystyvät rajoittamaan kolesterolin ja muiden tämän tien biomolekyylien syntetisoitumisia..
C. ELEGANS  toimii  erityisen tehokkaana mallina statiinin vaikutuksien  tutkimuksessa  mevalonaattitien ei-kolesterolisella  synteesilinjalla , koska tämä tie on madoissa hyvin konservoitunut muuten paitsi että niistä puuttuu ne entsyymit jotka tekevät kolesterolia.

Tutkijat luonnehtivat C-Elegans  mutantin, josta puuttui HMG-CoA-reduktaasi  ja he osoittivat, että sen fenotyypit  ilmentävät  kuin  statiinin  vaikutuksia C-elegansiin, mutta  vakavammassa muodossa.  Tutkijat myös osoittivat ,että proteiinin prenylaation estäminen on kriittinen seuraus mevalonaatitien estymisestä C- elegansissa. Koska tällä madolla  mevalonaatitien estäminen statiinilla  tai  entsyymin puuttuminen  (hmgr-1 mutaatio)  aiheuttaa kasvun jarruttuman ja steriliteetin, on suhteellisen helppoa seuloa esiin resistentit mutantit.

 Tutkijat seuloivat noin 150 000  mutagenisoitunutta haploidia genomia ja eristivät neljä statiiniresistenttiä mutanttia, joilla oli gain-of function- mutaatio atfs-1:ssä, joka on positiivinen säätelijä  mitokondriaaliselle  laskostumattomalle proteiinivastineelle (UPRmt). Kiinnostavaa oli että esi-indusoituminen käytettäessä ethidiumbromidia tai paraquatia  luonnolliseen (  wt) matoon tai imettäväissoluihin antoi myös  statiiniresitenssin.

Tutkijoitten havainnot viittavat siihen, että  statiiniresistenssi  mitokondriaalisen homeostaasin ylläpidolla on monissa lajeissa konservoitua. ja se statiinin  letaali vaikutus, mikä C. elegansissa havaitaan, aiheutuu primääristi proteiinien prenylaation huononemisesta , mikä johtaa mitokondriaaliseen  toiminnanhäiriöön (dysfunction) 

Tutkijat eristivät lisäksi statiiniresistentin mutantin, jossa oli osittainen toiminnanpuuttumismutaatio (partial loss-of-function mutation)  nduf-7:ssä, joka koodaa mitokondriaalisen elektroninkuljetusketjukompleksin (ETC-1) erästä avain komponenttia. Tämä mutaatio aktivoi myös UPRmt ja pitkittää elossapysymistä tuottamalla ROS.  Mielenkiintoista oli että geeni ced-4  vaaditaan C- elegansin  elämän pidentymiseen  nduf-77(et19) mutantissa  mutta ei UDPmt induktioon  tai statiiniresistenssiin. .
Avainsanat:   C. elegans, mevalonate, atfs-1, UPRmt, prenylation, nduf-7, ced-4. (Suom. lb 12.10.2015)





The mevalonate pathway in human is responsible for the synthesis of cholesterol and other important biomolecules such as coenzyme Q (a component of the electron transport chain in mitochondria), dolichols (important for N-linked glycosylation of proteins) and isoprenoids (important for the membrane association of small GTPases). This thesis concerns novel findings about the effect of statin on the mevalonate pathway using C. elegans as a model organism. 
Statins are cholesterol-lowering drugs that inhibit HMG-CoA reductase, which is the rate- limiting enzyme of the mevalonate pathway, hence limiting the synthesis of cholesterol and other products from this pathway. C. elegans is a particularly powerful model to study the effect of statin on the non-cholesterol outputs of the mevalonate pathway because this pathway is well conserved in worms except for the key fact that the enzymes required for the synthesis of cholesterol are absent. 
 We characterized a hmgr-1(tm4368) mutant, which lacks HMG-CoA reductase, and showed that its phenotypes recapitulate the effect of statin on C. elegans but in a more severe form. We also showed that inhibition of protein prenylation is a critical consequence of mevalonate pathway inhibition in C. elegans. Since inhibition of the mevalonate pathway, via statins or hmgr-1 mutation causes growth arrest and sterility, it is relatively easy to screen for resistant mutant.
 We screened ∼150,000 mutagenized haploid genomes and isolated four statin-resistant mutants that carried gain-of- function mutations in atfs-1, a positive regulator of the mitochondrial-unfolded protein response (UPRmt). Interestingly, preinduction of this response using ethidium bromide or paraquat in wild type worms or mammalian cells also conferred resistance to statin. Our observations suggest that statin resistance through maintenance of mitochondrial homeostasis is conserved among species, and that the lethal effect of statins in C. elegans are caused primarily through impaired protein prenylation leading to mitochondria dysfunction. We also isolated an additional statin-resistant mutant that carried a partial loss-of-function mutation in nduf-7, which encodes a key component of the mitochondrial transport chain complex1 (ETC-1). This mutation also activates the UPRmt and prolonged life span through production of ROS. Interestingly, the gene ced-4 is required for lifespan extension in the nduf-7(et19) mutant but not for UPRmt induction or resistance to statin.
 Keywords: C. elegans, mevalonate, atfs-1, UPRmt, prenylation, nduf-7, ced-4. ISBN: 978-91-628-9514-3
ISBN: 978-91-628-9514-3(printed version)
978-91-628-9513-6(electronic version)

Inga kommentarer: