13 augustus

Drie signaleringsroutes essentieel voor vorming Sec bodies

Terug naar nieuws

Onderzoekers uit de groep van Catherine Rabouille ontcijferden drie signaleringsroutes die geactiveerd moeten worden om te leiden tot de vorming van Sec bodies – samenstellingen van eiwitten die essentieel zijn voor de overleving van cellen tijdens stress. Ze ontdekten dat cellulaire stress veroorzaakt door de afwezigheid van aminozuren gecombineerd met matige ‘zoutstress’ leidt tot de activatie van de kinases SIK, PERK en IRE1 in cellen van de fruitvlieg. Deze kinases versterken elkaar door de stimulatie van de “Unfolded Protein Response”, die een belangrijke rol speelt in de vorming van Sec bodies. De resultaten zijn op 5 augustus 2021 gepubliceerd in Journal of Cell Science.

Cellen bevatten veel compartimenten, met elk een gespecialiseerde functie. Een van deze compartimenten is het endoplasmatisch reticulum (ER), die een belangrijke rol speelt in de productie en het transport van eiwitten die worden uitgescheiden naar het transmembraan en extracellulair medium. Deze eiwitten verlaten de locatie waar ze zijn geproduceerd via zogenoemde exit sites. Een van de eiwitten belangrijk voor de functie en organisatie van de ER exit sites is Sec16.

Sec body vorming

Wanneer cellen onder stress staan – bijvoorbeeld wanneer ze niet voldoende aminozuren, de bouwstenen van eiwitten, binnenkrijgen – worden de ER exit sites opnieuw gemodelleerd. Sec16 verenigt zich dan, samen met andere componenten, tot grote stress-clusters genaamd Sec bodies. De Sec bodies zijn essentieel voor de overleving van cellen tijdens stress en lossen weer op zodra de stress is verdwenen.

Cel honger

In een nieuw paper, gepubliceerd in Journal of Cell Science, demonstreren onderzoekers uit de groep van Catherine Rabouille dat drie signaleringsroutes geactiveerd moeten worden om te leiden tot de vorming van Sec bodies in de fruitvlieg (Drosophila). Allereerst zorgt de afwezigheid van aminozuren ervoor dat de cellen gevoeliger worden voor zout, wat stress veroorzaakt en SIK kinases activeert. Deze kinases zijn enzymen die betrokken zijn bij het reguleren van chemische reacties in cellen. Als de ‘zoutstress’ hoog is, is de activatie van SIK kinases op zichzelf voldoende om te leiden tot de vorming van Sec bodies

Versterken

De afwezigheid van aminozuren activeert ook PERK en IRE1, twee kinases die de kern vormen van ER stress. Als de activatie van deze kinases wordt gecombineerd met een matig level zoutstress, induceert dit de vorming van Sec bodies. Verder lijken SIK, PERK en IRE1 elkaar ook te versterken via de stimulatie van de “Unfolded Protein Response”, die een belangrijke rol speelt in de vorming van Sec bodies.

Volgende stappen

Cellen staan continu onder stress. Daarom zijn er chemische en cellulaire mechanismen aanwezig om de cellen te helpen overleven tijdens stress en te zorgen dat ze goed gedijen zodra de stress is verdwenen. Een van deze mechanismen is de vorming van Sec bodies. Hoewel hun nieuwe paper nieuwe inzichten geeft in de activatie van dit mechanisme, liggen er ook uitdagingen in het verschiet voor de onderzoekers van Rabouille’s group: de andere componenten van Sec bodies identificeren en bewijzen dat het een proces is dat behouden is in de evolutie.

Publicatie
Zhang, C., van Leeuwen, W., Blotenburg, M., Aguilera-Gomez, A., Brussee, S., Grond, R., Kampinga, H.H. & Rabouille, C. (2021). Activation of salt Inducible Kinases, IRE1 and PERK leads to Sec bodies formation in Drosophila S2 cells. Journal of cell science.

 

Portrait picture Rabouille

 

 

Catherine Rabouille is groepsleider bij het Hubrecht Institute en hoogleraar Celbiologie bij het Universitair Medisch Centrum Groningen. Ze is ook geaffilieerd met het Universitair Medisch Centrum Utrecht.