Fosfataset alphabets roll i Drosophila melanogasters immunförsvar
Lindholm, Jesper (2021)
Lindholm, Jesper
2021
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2021041810814
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2021041810814
Tiivistelmä
IMD-signalräckan hos bananflugan är en central immunsignaleringsräcka som aktiveras av gramnegativa bakterier. IMD-räckan behövs för att flugan ska inducera och utsöndra NF-κB-beroende antimikrobiella peptider, både vid septisk skada och vid lokala tarminfektioner. Alphabet (alph) är ett PP2C-serin/treonin-fosfatas i flugan som har rapporterats nedreglera stressignalering via JNK och p38. Proteinet alph är en potentiell homolog till det TAK1-bindande proteinet TAB1 i människans NF-κB-signalering. TAB1 kan binda till den ubikvitinerande kaspasinhibitorn XIAP för att inducera aktivering avNF-κB-målgener. XIAP i sin tur är en funktionell homolog till DIAP2, ett nödvändigt protein för flugans IMD-signalering. Målsättningarna med avhandlingen var att studera alphabets roll i flugans IMD-beroende immunförsvar och att försöka utröna om alph är en funktionell homolog till TAB1 i NF-κB-signalering.
Flugornas förmåga att hantera gramnegativa bakterieinefektioner när alph är muterat studerades. Genom att använda olika drivargener för vävnadsspecifika mutanter undersöktes proteinets roll både i det systemiska försvaret och i tarmen. Studier visade att alph inte är en kritisk komponent för IMD-signalering vid septisk infektion. Det verkar inte heller vara nödvändigt för att bekämpa tarminfektioner. Det är inte heller en nedreglerare av IMD-signalering. Flugor som överuttryckte alph i fettkroppen överlevde visserligen infektioner sämre än RNAi-alph-flugor på lång sikt, men denna effekt är troligen kopplad till allmän stresstålighet snarare än till immunresponsen. Försök att observera en eventuell molekylär binding mellan DIAP2 och alph gjordes också, men misslyckades
Intressant nog så visade mina studier att flugor som överuttrycker alph i tarmen har en hög basal induktion av antimikrobiella peptider, vilket indikerar en kronisk inflammationssignalering. Det bör inte uteslutas att alph kan utgöra en doskänslig uppreglerare av IMD-signalering via TAK1. JNK-signalering kan liksom NF-κB-signalering förmedlas via TAK1 och man vet att samspelet mellan räckorna påverkar apoptos och inflammation i däggdjur. Mer forskning behövs för att vidare klargöra alphabets roll inom immunreglering. ----------
The IMD signal pathway in the fruit fly is a central immunosignalling pathway activated by Gram-negative bacteria. The IMD-pathway is needed for induction of antimicrobial peptides, both during septic injury and during local infection in the intestine. Alphabet (alph) is a PP2C-serine/threonine phopsphatase in the fly which has been reported to downregulate stress-signalling through JNK and p38. The protein is a homolog to the TAK1-binding protein TAB1, which is found in human NF-κB signalling. TAB1 can bind to the ubiquitinating capspase inhibitor XIAP which induces activation of NF-κB target genes. XIAP in turn is a functional homolog to DIAP, a necessary protein for IMD-signalling in the fruit fly. The objectives of the thesis were to study alphabets role in IMD-dependent immune response and to try and find out whether alph is a functional homolog to TAB1 within the context of NF-κB-signalling.
The flies’ ability to handle Gram-negative bacteria when alph is mutated was studied. The protein’s role was explored in both the systemic defense and in the intestine by using different drivers for tissue-specific mutants. Studies showed that alph isn’t a critical component for IMD signalling upon septic infection. It doesn’t seem to be needed to fend off intestinal infections either. Nor is it a downregulator of IMD signalling. Flies that overexpressed alph in the fat body did indeed survive infections worse long-term than RNA-alph flies, but this effect is presumably linked to poor general stress-response rather than to the immunoresponse. Attempts to observe a molecular binding between DIAP2 and alph were also made but did not succeed.
An unexpected observation was that flies overexpressing alph in the intestine have a high basal induction of antimicrobial peptides, which indicates chronic inflammation signalling. It should not be ruled out that alph can act as a dose-sensitive upregulator of IMD-signalling via TAK1. JNK signalling is mediated through TAK1 just like NF-κB signalling and the crosstalk between the pathways is known to affect apoptosis and inflammation in mammals. More research is needed to further elucidate alphabet’s role in the immune response.
Flugornas förmåga att hantera gramnegativa bakterieinefektioner när alph är muterat studerades. Genom att använda olika drivargener för vävnadsspecifika mutanter undersöktes proteinets roll både i det systemiska försvaret och i tarmen. Studier visade att alph inte är en kritisk komponent för IMD-signalering vid septisk infektion. Det verkar inte heller vara nödvändigt för att bekämpa tarminfektioner. Det är inte heller en nedreglerare av IMD-signalering. Flugor som överuttryckte alph i fettkroppen överlevde visserligen infektioner sämre än RNAi-alph-flugor på lång sikt, men denna effekt är troligen kopplad till allmän stresstålighet snarare än till immunresponsen. Försök att observera en eventuell molekylär binding mellan DIAP2 och alph gjordes också, men misslyckades
Intressant nog så visade mina studier att flugor som överuttrycker alph i tarmen har en hög basal induktion av antimikrobiella peptider, vilket indikerar en kronisk inflammationssignalering. Det bör inte uteslutas att alph kan utgöra en doskänslig uppreglerare av IMD-signalering via TAK1. JNK-signalering kan liksom NF-κB-signalering förmedlas via TAK1 och man vet att samspelet mellan räckorna påverkar apoptos och inflammation i däggdjur. Mer forskning behövs för att vidare klargöra alphabets roll inom immunreglering.
The IMD signal pathway in the fruit fly is a central immunosignalling pathway activated by Gram-negative bacteria. The IMD-pathway is needed for induction of antimicrobial peptides, both during septic injury and during local infection in the intestine. Alphabet (alph) is a PP2C-serine/threonine phopsphatase in the fly which has been reported to downregulate stress-signalling through JNK and p38. The protein is a homolog to the TAK1-binding protein TAB1, which is found in human NF-κB signalling. TAB1 can bind to the ubiquitinating capspase inhibitor XIAP which induces activation of NF-κB target genes. XIAP in turn is a functional homolog to DIAP, a necessary protein for IMD-signalling in the fruit fly. The objectives of the thesis were to study alphabets role in IMD-dependent immune response and to try and find out whether alph is a functional homolog to TAB1 within the context of NF-κB-signalling.
The flies’ ability to handle Gram-negative bacteria when alph is mutated was studied. The protein’s role was explored in both the systemic defense and in the intestine by using different drivers for tissue-specific mutants. Studies showed that alph isn’t a critical component for IMD signalling upon septic infection. It doesn’t seem to be needed to fend off intestinal infections either. Nor is it a downregulator of IMD signalling. Flies that overexpressed alph in the fat body did indeed survive infections worse long-term than RNA-alph flies, but this effect is presumably linked to poor general stress-response rather than to the immunoresponse. Attempts to observe a molecular binding between DIAP2 and alph were also made but did not succeed.
An unexpected observation was that flies overexpressing alph in the intestine have a high basal induction of antimicrobial peptides, which indicates chronic inflammation signalling. It should not be ruled out that alph can act as a dose-sensitive upregulator of IMD-signalling via TAK1. JNK signalling is mediated through TAK1 just like NF-κB signalling and the crosstalk between the pathways is known to affect apoptosis and inflammation in mammals. More research is needed to further elucidate alphabet’s role in the immune response.