- Insights into the pathogenic mechanisms of Williams Beuren syndrome through the functional analysis of TRIM50
- Nuovi meccanismi patogenetici della sindrome di Williams Beuren attraverso l'analisi funzionale del gene TRIM50
- Merla, Giuseppe
Subject
- sindrome di williams beuren
- TRIM50
- degradazione proteica
- williams beuren syndrome
- TRIM50
- protein degradation
- SCUOLA DI DOTTORATO DI RICERCA IN SCIENZE DELLA RIPRODUZIONE - indirizzo GENETICO MOLECOLARE
- MED/03 GENETICA MEDICA
Description
- 2012/2013
- La microdelezione della regione cromosomica 7q11.23, che comprende circa 30 geni causa la sindrome di Williams-Beuren (WBS, OMIM 194050), una patologia genomica neurocomportamentale. Accanto ai sintomi cardiovascolari e ai dismorfismi facciali, il segno distintivo di questa sindrome è costituito dal profilo comportamentale e cognitivo unico che è caratterizzato da una forma moderata-grave di ritardo mentale associato a delle compromesse capacità visivo-spaziali. La dissezione genetica dei fenotipi associati a questa sindrome è effettuata mediante diverse strategie tra cui l’analisi clinica, psicologica e molecolare di pazienti con delezioni definite “atipiche” (più corte o più lunghe), modelli animali (soprattutto murini) e studi funzionali e biochimici sui singoli geni associati alla sindrome. In questo studio, utilizzando una combinazione di approcci biochimici e cellulari mostriamo che TRIM50 forma delle strutture citoplasmatiche (TRIM50 bodies) che rappresentano dei precursori degli Aggresomi. L’Aggresome è una struttura citoplasmatica che si forma a ridosso della membrana nucleare, in cui proteine danneggiate, misfolded e tossiche vengono conservate e modificate prima di essere degradate ed eliminate attraverso il Proteasoma o l’Autofagia. Noi dimostriamo che la proteina TRIM50, mediante la sua attività di E3 ubiquitina ligasi, promuove il reclutamento di proteine poliubiquitinate all’aggresoma e partecipa alla loro eliminazione. Inoltre abbiamo identificato e preliminarmente caratterizzato due proteine che interagiscono con TRIM50, HDAC6 e p62, entrambe coinvolte nei processi di ubiquitinazione e degradazione proteica. Inoltre abbiamo dimostrato che TRIM50 è acetilata da PCAF e p300 e deacetilata da HDAC6 e che l'acetilazione e ubiquitinazione competono per lo stesso residuo di lisina regolando l'attività e la stabilità di TRIM50. Nel complesso i dati ottenuti nel corso di questo progetto di dottorato suggeriscono che TRIM50 è una nuova proteina coinvolta nei processi cellulari di aggregazione ed eliminazione delle proteine danneggiate e non più utili alla cellula. Questo progetto di tesi, anche se studi più approfonditi sono necessari, apre la strada all’interessante ipotesi che la ridotta espressione di TRIM50, osservata nelle linee cellulari di pazienti con Sindrome di Williams, potrebbe causare alcuni fenotipi della Sindrome attraverso l’accumulo all’interno della cellula di proteine danneggiate e tossiche che non possono essere più degradate in modo corretto.
- Interstitial deletion of 7q11.23 encompassing approximately 30 transcribed genes causes Williams-Beuren syndrome (WBS; OMIM 194050), a neurodevelopmental genomic disorder. Alongside cardiovascular symptoms and facial dysmorphism, the hallmark is a unique behavioural and cognitive profile that combines hypersociability with a form of mental retardation characterized by a severe impairment in visuospatial processing, counting and planning, pointing to this gene cluster as a central regulator of social behaviour and cognition. The genetic dissection of the phenotypes associated with WBS syndrome have been inferred with complementary strategies including clinical, psychological and molecular analysis of affected individuals with atypical (shorter or larger) deletions, knockout mice model, and functional and biochemical studies on single gene(s). Here we report insights on the function of TRIM50, one of the genes associated to WBS. By using a combination of biochemical and cellular approaches we show that TRIM50 forms cytoplasmic bodies that are aggresome precursors. Aggresome is an inclusion cytoplasmic body where damaged proteins are stored before being degraded through Proteasome or Autophagy-lysosome pathways. We demonstrate that the E3 ubiquitin ligase TRIM50 promotes the recruitment and aggregation of polyubiquitinated proteins to the aggresome and participates to their clearance. In addition we identified and preliminarily characterize the first two interactors of TRIM50 protein, HDAC6 and p62, both involved in protein ubiquitination and degradation processes. Furthermore we report that TRIM50 is acetylated by PCAF and p300 and de-acetylated by HDAC6 in a microtubule-dependent manner and that acetylation and ubiquitination compete for the same lysine residue regulating the activity and stability of TRIM50. Overall the data obtained during this PhD project suggest that TRIM50 is an emerging player of aggregation processes involving polyubiquitinated proteins and in the regulation of misfolded protein aggregates clearance. Interestingly enough, although extensive studies are required, this study opens the way to the interesting hypothesis that the proven haploinsufficiency of TRIM50 could account for certain WBS phenotypes through the accumulation of ubiquitinated proteins otherwise degraded.
- XXVI Ciclo
- 1970
Date
- 2014-06-16T14:01:33Z
- 2014-06-16T14:01:33Z
- 2014-03-17
Type
- Doctoral Thesis
Format
- application/pdf
Identifier
urn:nbn:it:units-12271