Bibliography
Miozyna VI (MVI) to unikalne białko motoryczne, które w odróżnieniu od innych miozyn porusza się w kierunku końca „minus” filamentów aktynowych. MVI jest zaangażowana w migrację, adhezję, egzo- i endocytozę, stabilizację struktury aparatu Golgiego, cytokinezę oraz ekspresję genów. Jej udział w tych procesach polega na transporcie cargo i/lub kotwiczeniu cargo z filamentami aktynowymi. O obecności MVI w jądrze wiadomo od 2006 r., kiedy to pokazano, że w transkrypcyjnie aktywnych komórkach HeLa MVI kolokalizuje z kompleksem RNA polimerazy II (Pol II) oraz z nowopowstałymi transkryptami mRNA. Późniejsze badania prowadzone w Pracowni Molekularnych Podstaw Ruchów Komórkowych Instytutu Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN, na komórkach neurosekrecyjnych PC12, wyprowadzonych z guza chromochłonnego rdzenia nadnerczy szczura potwierdziły te obserwacje. Co więcej wykazano, że po stymulacji komórek PC12 KCl poziom MVI w jądrze wzrasta, czemu towarzyszy wzrost jej kolokalizacji z aktywną formą Pol II. Ponadto, analiza spektrometrii mas umożliwiła identyfikację szeregu nowych, potencjalnych jądrowych partnerów MVI, którzy mogą determinować jej rolę w jądrze komórkowym. Wśród nich znalazła się nukleolina, białko jąderkowe biorące udział w biogenezie rybosomów oraz S6, białko strukturalne małej podjednostki (40S) rybosomu. Brak danych literaturowych na temat funkcjonowania MVI w jąderku zachęcił mnie do zbadania potencjalnej roli tego białka motorycznego w tym regionie jądra.W moich badaniach potwierdziłam oddziaływanie MVI z nukleoliną [białkiem charakterystycznym dla warstwy ziarnistej jąderka (GC, ang. granular component), w której ma miejsce składanie podjednostek rybosomów] oraz białkiem rybosomalnym S6 (biorącym udział w eksporcie małej podjednostki rybosomu z jąderka do cytoplazmy). Pokazałam również, że inne białka jąderkowe charakterystyczne dla poszczególnych warstw jąderka także oddziałują z MVI. Wśród nich znalazły się: czynnik transkrypcyjny UBF (ang. upstream binding factor) [charakterystyczny dla centrum fibrylarnego jąderka (FC, ang. fibrillar center), gdzie odbywa się transkrypcja rDNA], fibrylaryna [charakterystyczna dla gęstego składnika fibrylarnego jąderka (DFC, ang. dense fibrillar component), w którym zachodzi dojrzewanie pre-rRNA] oraz białko B23 [charakterystyczne dla warstwy GC]. Oddziaływanie MVI z białkami jąderkowymi i S6 sugeruje zatem zaangażowanie MVI w różnych etapach biogenezy rybosomów.Z wykorzystaniem mikroskopii elektronowej określiłam subjąderkową lokalizację MVI; MVI występuje głównie w obszarze DFC oraz otaczającym go obszarze GC. Analiza przy użyciu mikroskopii elektronowej wykazała ponadto, że w warunkach stresu jąderkowego wywołanego ActD dochodzi do dezintegracji jąderka. Zaobserwowałam ponadto, że w komórkach MVI-KD ultrastruktura jąderka była mniej zwarta w porównaniu do komórek kontrolnych, co może świadczyć o udziale MVI w zachowaniu prawidłowej organizacji jąderka. Co więcej, analiza z wykorzystaniem mikroskopii konfokalnej wykazała, że MVI bierze udział w lokalizacji białka jąderkowego B23 w warunkach kontrolnych i w warunkach stresu jąderkowego, co może wskazywać na funkcjonalność tych oddziaływań. Dodatkowo, zaobserwowałam, że obniżeniu poziomu MVI towarzyszą zaburzenia w organizacji ER. Ponadto, zaobserwowałam, że w komórkach MVI-KD barwienie przeciwko białku rybosomalnemu S6 było znacznie mniej intensywne w porównaniu do komórek kontrolnych, co może sugerować udział MVI w organizacji i funkcjonowaniu rybosomów. Nie wykazałam natomiast wpływu obniżonego poziomu MVI na poziom 45S pre-rRNA. Podsumowując, uzyskane przez mnie wyniki wskazują, że MVI jest zaangażowana w organizację jąderka i siateczki śródplazmatycznej ale nie odgrywa znaczącej roli w transkrypcji rDNA. Ponieważ utrzymanie prawidłowej organizacji jąderka jest istotne dla biogenezy rybosomów, prezentowane wyniki otwierają możliwość badań nad mechanizmami funkcjonowania MVI w jąderku
Afiliacja promotora pomocniczego: Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu
Streszczenie w języku angielskim
Summary in English
157 stron : ilustracje ; 30 cm
Bibliografia
Myosin VI (MVI) is a unique motor protein that, unlike other myosins, moves toward the "minus" end of actin filaments. MVI is involved in migration, adhesion, exo- and endocytosis, stabilization of the Golgi apparatus structure, cytokinesis and gene expression. Its involvement in these processes involves cargo transport and/or cargo anchoring with actin filaments. The presence of MVI in the nucleus has been known since 2006, when it was shown that in transcriptionally active HeLa cells, MVI colocalizes with the RNA polymerase II complex (Pol II) and with newly formed mRNA transcripts. Subsequent studies conducted in the Laboratory of Molecular Basis of Cell Motility, Nencki Institute of Experimental Biology of the Polish Academy of Sciences, on PC12 neurosecretory cells derived from rat adrenal medulla tumor confirmed these observations. Moreover, it was shown that after stimulation of PC12 cells with KCl the level of MVI in the nucleus increases, and this is accompanied by an increase in its colocalization with the active form of Pol II. In addition, mass spectrometry analysis allowed for identification of a number of new potential nuclear partners of MVI, which may determine its role in the cell nucleus. Among them was nucleolin, a nucleolar protein involved in ribosome biogenesis as well as S6, a structural protein of the small ribosomal subunit (40S). The lack of literature data on the function of MVI in the nucleolus encouraged me to investigate the potential role of this motor protein in this region of the nucleus.In my study, I confirmed the interaction of MVI with nucleolin [a protein characteristic of the granular component (GC) of the nucleus, where the assembly of ribosome subunits takes place] and the ribosomal protein S6 (involved in the export of the small subunit of the ribosome from the nucleus to the cytoplasm). I also showed that other nucleolar proteins also interact with MVI. These included upstream binding factor (UBF) [characteristic of the fibrillar center (FC) of the nucleolus, where rDNA transcription takes place], fibrillarin [characteristic of the dense fibrillar component (DFC) of the nucleolus, where pre-rRNA maturation takes place] and B23 protein [characteristic of the GC]. Thus, the interaction of MVI with nucleolar proteins and S6 suggests the involvement of MVI in various steps of ribosome biogenesis. Using electron microscopy, I determined the subnuclear localization of MVI; MVI is mainly found in the DFC and the GC region. Further analysis using electron microscopy showed that under actinomycin D (ActD)-induced nucleolar stress, the nucleolus disintegrates. In addition, I observed that in MVI-knockdown cells the ultrastructure of the nucleolus was less compact compared to control cells, which might indicate that MVI is involved in the maintaining the normal organization of the nucleolus. Moreover, confocal microscopy analysis showed that MVI is involved in the localization of the nucleolar protein B23 under control and nucleolar stress conditions, which may suggest the functionality of these interactions. In addition, I observed that reduced level of MVI is accompanied by disruption of the organization of the endoplasmic reticulum (ER). Also, I observed that in cells with reduced levels of MVI, staining against the ribosomal protein S6 was significantly less intense compared to control cells, which may suggest the involvement of MVI in the organization and function of ribosomes. In contrast, I did not show an effect of reduced MVI levels on 45S pre-rRNA level.In summary, my results indicate that MVI is involved in the organization of the nucleolus and ER but does not play a significant role in rDNA transcription. Since the maintenance of proper nucleolar organization is important for ribosome biogenesis (the disruption of which leads to many serious diseases), the results presented here open the possibility for further research into the mechanisms of MVI function in the nucleolus
Affiliation of an assistant supervisor: Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu
157 pages : illustrations ; 30 cm
