Tesis para optar al grado académico de Magíster en
Bioquímica,
área de especialización Toxicología y Diagnóstico Molecular,
y Memoria para optar al Título de Bioquímico / El estrés en el retículo endoplásmico (RE) genera señales hacia el núcleo y
citoplasma, reorganizando la homeostasis proteica e interviniendo en la decisión de
vida o muerte celular. A pesar de ser ampliamente estudiada, aún se desconocen los
mecanismos adaptativos iniciados en la mitocondria ante esta condición. En este
trabajo se evaluó si el estrés de RE modula el acoplamiento entre la red mitocondrial y
el RE, y si el cambio en esta interacción tiene repercusiones sobre el estado
metabólico energético celular.
Para inducir estrés de RE, células HeLa se trataron con tunicamicina (inhibidor de
la glicosilación en el RE) por 1, 4 y 20 h. El contenido de ATP intracelular, el poder
reductor, el potencial mitocondrial y el consumo de oxígeno se midieron para
determinar el estado metabólico celular. La red mitocondrial y el RE se marcaron
fluorescentemente y a las imágenes de microscopía confocal se les analizó la
colocalización mediante los coeficientes de Manders. Para analizar la participación del
citoesqueleto se utilizaron los agentes despolimerizadores nocodazol (microtúbulos) y
citocalasina B (microfilamentos de actina).
Tras 4 h, el estrés de RE aumentó los niveles intracelulares de ATP, el poder
reductor, el potencial mitocondrial y el consumo de oxígeno en las células HeLa. Esta
estimulación metabólica resultó transitoria, dado que el ATP, poder reductor y potencial
mitocondrial disminuyeron después de 20 h de estrés. A las 4 h se observó también
una redistribución mitocondrial y reticular hacia la región perinuclear, que llevó a un
aumento en el acoplamiento entre ambos organelos. Esta mayor cercanía, así como la
estimulación metabólica no se previnieron por citocalasina, pero sí por nocodazol.
Se puede concluir entonces que el estrés de RE, en sus etapas tempranas indujo
una mayor capacidad funcional de la mitocondria, asociada a su mayor cercanía con el
RE. Estos cambios se llevan a cabo a través del movimiento de los organelos a lo largo
de la red de microtúbulos / Endoplasmic reticulum (ER) stress triggers signals to the nucleus and cytoplasm,
reorganizing protein homeostasis and intervening in the decision of life or death.
Despite being highly studied nowadays, the adaptative mechanisms initiated by
mitochondria upon this condition remain unknown. This work studies whether ER stress
modulates the spatial coupling between the mitochondrial network and the ER, and the
consequences of this interaction on the energetic cell state.
To induce ER stress in HeLa cells, they were treated with tunicamycin (inhibitor of
protein glycosylation at the ER) for 1, 4 and 20 h. Intracellular ATP content, intracellular
reducing level, mitochondrial potential and oxygen consumption were measured to
determine the metabolic cell state. The mitochondrial network and the ER were stained
with fluorescent markers. Images were taken with a confocal microscope, and
colocalization was analyzed with Manders’ coefficients. To determine cytoskeleton
participation, two depolymerizing agents were used: nocodazole (for microtubules) and
cytochalasin B (for actin microfilaments).
Upon 4 h of ER stress, ATP, reducing power, mitochondrial potential and oxygen
consumption increased in HeLa cells. This metabolic stimulation was transient due to
ATP, reducing power and mitochondrial potential diminished upon 20 h of stress. At 4 h
there was a mitochondrial and reticular redistribution towards the perinuclear region,
which lead to an increase in organelle coupling. Both enhanced interaction and
metabolic stimulation were prevented by nocodazole, but not by cytochalasin.
In conclusion, mitochondrial function is enhanced in early states of ER stress, which
is associated with enhanced spatial coupling with the ER. These changes take place by
the movement of organelles along the microtubule network
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UCHILE/oai:repositorio.uchile.cl:2250/105180 |
| Date | January 2009 |
| Creators | Bravo Sagua, Roberto |
| Contributors | Lavandero González, Sergio, Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas, Escuela de Graduados |
| Publisher | Universidad de Chile, CyberDocs |
| Source Sets | Universidad de Chile |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | Tesis |
| Rights | Bravo Sagua, Roberto Francisco |
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