Titelaufnahme

Titel
The mitochondrial pyruvate carrier regulates autophagy in aging yeast / Evelyne Jany
Verfasser/ VerfasserinJany, Evelyne
Begutachter / BegutachterinMadeo, Frank
Erschienen2015
UmfangVII, 46 Bl., Bl. VIII - XXV : Zsfassungen (2 Bl.) ; Ill., graph. Darst.
HochschulschriftGraz, Univ., Masterarb., 2015
Anmerkung
Zsfassungen in dt. und engl. Sprache
SpracheEnglisch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (GND)Acetyl-CoA / Primärstoffwechsel / Saccharomyces cerevisiae / Acetyl-CoA / Primärstoffwechsel / Saccharomyces cerevisiae / Online-Ressource
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-82806 Persistent Identifier (URN)
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The mitochondrial pyruvate carrier regulates autophagy in aging yeast [4.2 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Altern ist ein komplexer degenerativer Prozess, der eng an intrazelluläre metabolische Prozesse gekoppelt ist. Acetyl-Coenzym A (Acetyl-CoA) ist ein Schlüsselmolekül im Zellstoffwechsel: neben seiner zentralen Rolle in der Energieversorgung ist Acetyl-CoA auch der generelle Acetyl-Donor für Acetylierungsreaktionen in der Zelle. Der limitierende Faktor bei dieser Form der postranslationalen Proteinmodifikation, die diverse biologische Prozesse beeinflusst, sind intrazelluläre Acetyl-CoA Konzentrationen. Proteinacetylierung hat auch Einfluss auf den Prozess der Autophagie und auf die Lebensspanne von Zellen: es wurde vor kurzem in der Hefe Saccharomyces cerevisiae gezeigt, dass Hypoacetylierung zu einer erhöhten Autophagierate und zu verbessertem Überleben führt. Dies führte zu der Hypothese, dass die Regulation von Autophagie und Lebensspanne direkt mit der Verfügbarkeit von Acetyl-CoA in Verbindung steht. In der vorliegenden Arbeit wird gezeigt, dass bei chronologischen Alterungsprozessen in S. cerevisiae Acetyl-CoA de novo Synthesewege für das Ausmaß an autophagischer Aktivität und Lebensspanne ausschlaggebend sind. Inhibierung mitochondrialer Acetyl-CoA-Biosynthesewege (z.B. durch Knockout des mitochondrialen Pyruvattransporters MPC1) führt zu einer Verlagerung der Acetyl-CoA-Synthese in das Nukleozytosol. Acetyl-CoA Synthetase 2 (Acs2) ist der Hauptproduzent von Acetyl-CoA im nukleozytosolischen Bereich der Zelle, wobei eine höhere Acetyl-CoA-Syntheserate mit einer erhöhten Histon- und Nichthiston-Protein-Acetylierung einhergeht, was sich in einer erniedrigten Autophagierate und einer verkürzter Lebenspanne wiederspiegelt. Mittels Überlebensplattierung und Zelltodmessung wird nachgewiesen, dass sich der Knockout von MPC1 negativ auf die Überlebensfähigkeit von Hefezellen auswirkt. Western-Blot-Analysen beweisen, dass dieser Verlust an Lebensspanne mit einer verminderten Autophagierate einher geht. (vollständiges Abstract im PDF)

Zusammenfassung (Englisch)

Aging is a complex process of degeneration intimately coupled to cellular metabolic processes. Acetyl coenzyme A (AcCoA) is a key molecule in cellular metabolism: besides its crucial role in energy supply, it is the general acetyl-donor for acetylation reactions within cells. Thereby, intracellular AcCoA concentrations are rate-limiting for this form of posttranslational protein modification which affects diverse biological processes. Protein acetylation also has an influence on autophagic rate and life span: in Saccharomyces cerevisiae, it was recently shown that hypoacetylation is connected to enhanced autophagy and survival. Therefore, the hypothesis arose that the availability of acetyl-CoA levels is directly linked with autophagy and lifespan regulation. This work demonstrates that AcCoA de novo synthesis pathways are crucial for the outcome of autophagy and the determination of lifespan during chronological aging in yeast. Inhibition of the mitochondrial routes of AcCoA biosynthesis shifts AcCoA production to AcCoA synthetase 2 (Acs2) into the nucleo-cytosolic part of the cell. Acs2 is the major producer of AcCoA in the nucleocytosol, and a higher AcCoA synthesis rate entails increased histone and non-histone protein acetylation, resulting in reduced autophagy and life span. By monitoring cell survival, it is demonstrated that knockout of MPC1 has a dramatic negative effect on lifespan in yeast; western blot analysis reveals that this decrease in lifespan goes along with a loss in autophagic capacity. Moreover, it is shown that the mitochondrial AcCoA synthetase 1 (Acs1), which is also involved in mitochondrial AcCoA synthesis under certain conditions, seems to play just a minor role under standard aging conditions. These results indicate that AcCoA production pathways are at the intersection of metabolism and aging processes and may contribute to our understanding of how carbon metabolism influences autophagy and aging.