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Title
Characterisation of cdc48-S565G <[hoch S565G>] -mediated cell death in yeast / Manuel Blaschek
AuthorBlaschek, Manuel
CensorMadeo, Frank
Published2012
Description71 Bl. : 2 Zsfassungen ; Ill., graph. Darst.
Institutional NoteGraz, Univ., Dipl.-Arb., 2012
Annotation
Zsfassung in dt. und engl. Sprache
LanguageEnglish
Document typeThesis (Diplom)
Keywords (GND)Saccharomyces cerevisiae / Apoptosis / Proteine
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-109351 Persistent Identifier (URN)
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Characterisation of cdc48-S565G <[hoch S565G>] -mediated cell death in yeast [28.96 mb]
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Abstract (German)

Cdc48p ist eine AAA-ATPase von S. cerevisiae, die bei einer Vielzahl zellulärer Prozesse wie der Zellzyklusregulation, dem ubiquitinvermittelten Proteinabbau und der Transkriptionsregulation beteiligt ist. An der cdc48-S565G-Mutante konnte das erste Mal apoptotischer Zelltod bei Hefe nachgewiesen werden. Dies führte zur Etablierung von S. cerevisiae als Modellorganismus für die Forschung an Apoptose und neurodegenerativen Erkrankungen. Cdc48p ein hochkonserviertes Protein, und dem humanen Homolog von Cdc48p, valosin-containing protein, wird eine Beteiligung an neurodegenerativen Erkrankungen und Myopathien zugesprochen. Deshalb könnte die Aufklärung der Mechanismen, die zu cdc48-S565G-vermitteltem Zelltod führen, wichtige Erkenntnisse für die Pathogenese von Erkrankungen beim Menschen bringen. Ein möglicher Effektormechanismus für cdc48-S565G-vermittelten Zelltod ist die Erniedrigung der Sod2p-Aktivität in dieser Mutante. Diese könnte zu einer Störung der Mitochondrienfunktion und somit zu apoptotischem Zelltod führen. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass eine Wiederherstellung der Sod2p-Konzentrationen zu erhöhtem Überleben der cdc48-S565G-Mutante führt. Weiter konnte festgestellt werden, dass der Transkriptionsfaktor Mga2p, dessen Aktivierung von Cdc48p abhängt, in diesem Mechanismus als Regulator der Sod2p beteiligt ist. Die Vermutung, dass die durch den Kofaktor Vms1p vermittelte und in der Mutante reduzierte Translokation von Cdc48p an die Mitochondrien wesentlich zum Zelltod beiträgt, konnte nicht bestätigt werden. Es konnte jedoch gezeigt werden, dass der durch Mga2p und Sod2p vermittelte Zelltodweg der cdc48-S565G-Mutante unabhängig von Vms1p und somit der Translokation von Cdc48p an die Mitochondrien ist. Weiters konnte eine starke Abnahme der Mitophagie in der cdc48-S565G-Mutante festgestellt werden. Dies zeigt eine Beteiligung von Cdc48p an der Mitophagie an und könnte zu einem wesentlichen Teil zum cdc48-S565G-vermittelten Zelltod beitragen.

Abstract (English)

Cdc48p is an abundant AAA-ATPase of S. cerevisiae with a multitude of cellular functions ranging from regulation of the cell division cycle over ubiquitin-mediated protein degradation to the activation of transcription factors. The discovery that the mutation cdc48-S565G results in apoptotic cell death in yeast has led to the establishment of S. cerevisiae as a model organism for apoptosis and neurodegenerative diseases. The human homologue of Cdc48p, valosin-containing protein (VCP) is implicated in numerous neurodegenerative diseases and myopathies. As Cdc48p is a highly conserved protein, elucidating the exact mechanisms behind cdc48-S565G-mediated cell death is likely to provide valuable insights into the pathogenesis of various human diseases. Loss of function of the mitochondrial superoxide dismutase Sod2p has been proposed to be a possible cause for the mitochondrial malfunctioning, which leads to apoptotic cell death in the cdc48-S565G mutant. In this work, it has been confirmed that restoring Sod2p levels leads to an increased viability and decreased oxidative stress in the mutant strains. Furthermore, the transcription factor Mga2p, which is a direct target of Cdc48p, was identified to be involved in this mechanism as an upstream regulator of Sod2p. We could not confirm the assumption that the reduction of Vms1p-mediated translocation of Cdc48p to the mitochondria significantly contributes to cell death in the cdc48-S565G mutant. Instead, the pathway mediated by Mga2p and Sod2p was found to be independent of Vms1p. Autophagic activity was examined in the cdc48-S565G mutant and a dramatic decrease in mitophagy was found while no difference in unspecific macroautophagy could be observed. This points toward an involvement of Cdc48p in mitophagy in yeast and could be a further major contributive factor in cdc48-S565G-mediated cell death.

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