Az autofág gének szerepe az öregedési folyamat szabályozásában a fonálféreg Caenorhabditis elegansban = Coordinated regulation of ageing by autophagy genes in the nematode Caenorhabditis elegans

Vellai, Tibor (2011) Az autofág gének szerepe az öregedési folyamat szabályozásában a fonálféreg Caenorhabditis elegansban = Coordinated regulation of ageing by autophagy genes in the nematode Caenorhabditis elegans. Project Report. OTKA.

Preview

PDF 68372_ZJ1.pdf Download (586kB) | Preview

Abstract

Meghatároztuk az élesztő autofág gének nematóda ortológjait. Számos C. elegans autofág gén funkcióvesztéses mutáns alléljét izoláltuk és/vagy specifikus RNS intereferencia klónját állítottuk elő. Autofágia defektív C. elegans törzseket genetikailag jellemeztük. Három C. elegans autofág gén esetében transzlációs fúziós riporter konstrukciót hoztunk létre és jellemeztük a gének expressziós mintázatát. Megállapítottuk, hogy az autofágia deficiens nematódák rövidebb ideig élnek a vad típusnál. Ezek az állatok gyorsabban halmoztak fel öregedési pigmenteket és hamarabb váltak paralizálttá, mint a vad típusú kontroll állatok. Autofágia hiányában tehát az állatok gyorsabban öregednek. Ezzel összhangban az inzulin/IGF-1 és TOR kináz útvonal deficiens mutáns fonalférgek, a csökkent mitokondriális respirációjú mutánsok és a kalorikusan csökkent tápanyagfelvételű mutáns állatok hosszú élettartamát az autofágia blokkolása szuppresszálta (az autofág mutációk episztatikusan hatottak). Az élethosszt szabályozó genetikai útvonalak tehát az autofág génkaszkádon konvergálódnak (az autofágia az öregedési folyamat központi szabályozó mechanizmusa). Kimutattuk, hogy az autofág gének és az apoptotikus génkaszkád redundánsan hatnak az embrionális fejlődés szabályozásában. Végül meghatároztunk egy myotubularin-szerű foszfatázt, amely negatívan szabályozza az autofágiát: ennek gátlásával az autofág folyamatot hiperaktiváltuk, és ez növelte az élettartamot és neuroprotektív hatású volt. | We identified the nematode orthologs of yeast autophagy genes. We then isolated loss-of-function mutations in some of these worm autophagy genes or generated their specific RNA interference clones. We performed a genetic analysis of autophagy deficient nematode strains. In the case of three autophagy genes, we also generated translational fusion reporter constructs to determine their developmental expression pattern. Nematodes defective for autophagy live significantly shorter than the wild-type. These mutants accumulate age pigments (lipofuscin) faster and become paralyzed earlier than normal animals. Thus, autophagy deficient nematodes are progeric as they exhibit an accelerated rate at which the cells and tissues age. Consistently, autophagy genes are required for lifespan extension in insulin/IGF-1 and TOR signaling mutants, in nematodes with decreased mitochondrial respiration and in calorically restricted worms; the corresponding double mutants are short-lived (autophagy mutations are epistatic to longevity mutations). Together, we can conclude that autophagy act as a central regulatory mechanism of animal aging. We also revealed that autophagy genes function redundantly with the apoptotic gene cascade to control embryonic development. Finally, we determined a myotubularin-like phosphatase that is able to downregulate the autophagic process. Inhibition of this phosphatase was capable of extending lifespan and protecting against neuronal damage.

Actions (login required)

Edit Item