La macroautofagia y la endocitosis son dos procesos catabólicos
conservados evolutivamente en los que, mediante un tráfico vesicular, se
degrada el material secuestrado, cuyo origen es intra- y extracelular,
respectivamente. Ambos procesos comienzan de manera diferente:
mediante la formación de un nuevo orgánulo, el autofagosoma, que
secuestra material citoplásmico (macroautofagia), o mediante la
internalización de material extracelular y de algunos componentes de la
membrana plasmática a través de vesículas endocíticas (endocitosis). Sin
embargo, los dos terminan en el mismo compartimiento: el lisosoma.
En un análisis proteómico de membranas lisosomales, purificadas a
partir de fibroblastos de ratón, identificamos tres proteínas, que se unen a
fosfolípidos de una manera dependiente de calcio, y cuyos niveles en la
membrana lisosomal aumentaban en ausencia de aminoácidos, una
condición que activa la macroautofagia. Basándonos en esos resultados
iniciales, y teniendo en cuenta que el calcio es un segundo mensajero muy
importante, decidimos: en primer lugar, abordar el papel del calcio en la
activación de la autofagia producida por el ayuno de aminoácidos, y, en
segundo lugar, investigar el papel de esas tres proteínas en el mecanismo
autofágico.
Como resultado de estos estudios, describimos en primer lugar una
nueva vía de señalización dependiente de calcio que activa la formación de
autofagosomas por los aminoácidos. Concretamente, hemos encontrado
que el ayuno de aminoácidos esenciales produce un aumento en el calcio
citosólico, procedente tanto del medio extracelular como de almacenes
intracelulares. Como consecuencia de esto, la calmodulina quinasa quinasa-
ß activa a AMPK y a mTORC1. En la última etapa de esta vía, ULK1, una
quinasa responsable de la iniciación de la autofagia, se activa para
contribuir a la formación de los autofagosomas.
Las tres proteínas identificadas en el estudio proteómico y cuyos
niveles en las membranas lisosomales aumentan en ausencia de aminoácidos son la anexina A1, la anexina A5 y la copina 1. Empleando
métodos bioquímicos y de inmunofluorescencia observamos que el ayuno
de aminoácidos causa la translocación de la anexina A5 desde el complejo
de Golgi hasta las membranas lisosomales, donde también se acumulan la
anexina A1 y la copina 1. Asimismo, demostramos por sobre-expresión y
silenciamiento de esas tres proteínas, que las tres inducen la fusión de
autofagosomas con lisosomas y que la copina 1, y en menor medida la
anexina A1, aumentan el efecto individual de la anexina A5. Finalmente, la
anexina A5 inhibe la endocitosis mientras que copina 1 la induce.
En resumen, nuestros resultados ponen de manifiesto que la
activación de la formación de autofagosomas por el ayuno de aminoácidos
es debida, al menos en parte, a una vía de señalización dependiente de
Ca2+
y que esta condición también conlleva la aceleración de la maduración
de los autofagosomas a autolisosomas a través de proteínas que unen el
Ca2+ como las anexinas A1 y A5 y la copina 1. / Ghislat Cherfaoui, G. (2013). Regulation of Lysosomal Degradation by CA2+And CA2+-Binding Proteins [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/29690 / TESIS
| Identifer | oai:union.ndltd.org:upv.es/oai:riunet.upv.es:10251/29690 |
| Date | 14 June 2013 |
| Creators | Ghislat Cherfaoui, Ghita |
| Contributors | Knecht, Erwin, Universitat Politècnica de València. Departamento de Biotecnología - Departament de Biotecnologia |
| Publisher | Universitat Politècnica de València |
| Source Sets | Universitat Politècnica de València |
| Language | English |
| Detected Language | Spanish |
| Type | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/acceptedVersion |
| Source | Riunet |
| Rights | http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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