Caenorhabditis elegans can enter an alternative dormant state called "dauer" to circumvent harsh environmental conditions. During this stage they cease their reproductive developmental program and food intake, while remaining fully viable and motile. During this stage increased levels of AMP-activated kinase (AMPK) blocks the exhaustion of the cellular energy depot by directly inhibiting a critical triglyceride lipase called ATGL-1. By performing a whole genome RNAi survey for genes that, when compromised, enhance the survival of AMPK mutant dauers I revealed that catalase genes were somehow involved in dauer survival in the mutants. I showed that increased hydrogen peroxide, to an optimal level, can alter both the abundance and the nature of the fatty acid content through HIF-1 transcription factor-dependent expression of several fatty acid biosynthetic enzymes. In addition, I showed that the AMPK-dependent phosphorylation of ATGL-1 not only signals its polyubiquitylation and subsequent proteasome-dependent degradation, but also generates a 14-3-3 binding site, which is recognized by PAR-5, the C. elegans 14-3-3 protein homologue. This association sequesters ATGL-1 away from cellular lipid droplets thereby reducing its accessibility to substrate. By studying the C. elegans CGI-58 protein, I provide evidence that in addition to its previously characterised role as a co-activator of ATGL in mammals, it also functions to maintain lipid droplet structure and prevents lipid exchange and fusion events among the lipid droplets. In summary, my work characterizes several regulators of the lipolysis pathway that can shed light on development of novel therapeutic treatments for diseases associated with abnormal lipid storage, hydrolysis or general homeostasis. / Les Caenorhabditis elegans ont la capacité d'entrer dans une phase de dormance alternative appelée 'dauer', afin d'échapper à des conditions environnementales difficiles, pendant laquelle ils cessent de se développer et de se nourrir, tout en restant mobile, et accroissent leur capacité de résistance au stress, si bien qu'ils sont capables de vivre quatre fois plus longtemps que les animaux adultes normaux. Les animaux dont la signalisation des insuline est en danger entrent dans une phase 'dauer' à une température restrictive, où la proteine AMPK agit comme un interrupteur qui limite la délivrance du dépôt d'énergie en ralentissant directement l'ATGL, l'enzyme restraignant le taux de tout le processus de lipolyse. En uitlisant des RNA interférants pour realiser une étude du génome, à la recherche de gènes, qui, lorsqu'ils sont compromis, améliorent la survie des AMPK mutantes dormantes, je révèle que le péroxyde d'hydrogène, lorsqu'il est augmenté à un niveau optimal, peut modifier à la fois l'abondance et la nature de la teneur en acide gras, à travers l'expression de facteur de transcription HIF-1 dépendant de plusieurs enzymes clés impliquées dans la biosynthèse des acides gras. De plus, je démontre que la phosphorylation catalysée par l'AMPK de l'ATGL-1 signale non seulement sa poly-ubiquitination, suivie de sa dégradation liée aux protéasomes, mais génère également un site de liaison 14-3-3. Ce dernier est reconnu par PAR-5, la protéine homologue de 14-3-3 des C. elegans, qui éloigne l'ATGL-1 des goutelettes lipidiques cellulaires, et donc décroit sa possibilité de former un substrat. En étudiant la protéine CGI-58 des C. elegans, j'apporte la preuve qu'en plus de son rôle de co-activateur de la protéine ATGL, observé chez les mammifères, elle agit également pour maintenir une structure de gouttelettes lipidiques normale et empêcher tout échange de lipides et toute fusion entre les gouttelettes lipidiques. En résumé, mon travail met en lumière plusieurs régulateurs de l'action de lypolyse qui peuvent avoir des conséquences sur le développement de traitements thérapeutiques novateurs pour les maladies associées aux lipides.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.123178 |
| Date | January 2014 |
| Creators | Xie, Meng |
| Contributors | Richard D W Roy (Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Doctor of Philosophy (Department of Biology) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically submitted theses |
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