The unfolded protein response in fission yeast : Ire1 modulates stability of select mRNAs to maintain protein homeostasis [article]

Philipp Kimmig, Universität Stuttgart, Universität Stuttgart
2013
Der Großteil aller sekretorischen Proteine in eukaryotischen Zellen, entweder Plasmamembran Proteine oder Proteine die in den extrazellulären Raum sekretiert werden, durchlaufen das membranumschlossene Endoplasmatische Retikulum (ER), wo sie gefaltet und zu Komplexen zusammengesetzt werden. Nur korrekt gefaltete und zusammengesetzte Proteine im ER werden bis zur Zelloberfläche weitergeleitet. Falls das ER nicht über ausreichende Kapazitäten zur Proteinfaltung verfügt, ein Zustand den man auch
more » ... tand den man auch "ER Stress" bezeichnet, wird daraufhin ein Signalweg angeschaltet, der sogenannte "Unfolded Protein Response" (UPR), der eine Erhöhung der Proteinfaltungkapazität im ER zur Folge hat und das Volumen des Kompartiments erweitert. Alle eukaryotischen Zellen, von Einzellern wie Hefe bis zu menschlichen Zellen, besitzen einen hochkonservierten Proteinfaltungs-Sensor Ire1, eine ER-Transmembran-Protein-Kinase/Endoribonuklease. In allen bisher analysierten Spezies initiiert Ire1 den "Unfolded Protein Response" mittels einer unkonventionellen mRNA Spleißreaktion, was zur Translation und Aktivierung eines potenten Transkriptionsfaktor Hac1 (in Hefe) oder XBP1 (in Metazoen) führt. Diese einzigartige Spleißreaktion fungiert als eine Art Schalter, welcher bei Aktivierung ein umfangreiches Expressionsprogramm auslöst, um die Proteinfaltungsmaschinerie zu erweitern und das Voulmen des Kompartment zu vergrößern. In dieser Arbeit konnte erstmals gezeigt werden, dass der UPR einen Mechanismus auslösen kann, der weder eine mRNA Spleißreaktion, noch ein Transkriptionsprogramm für die Erhöhung der Kapazität der Proteinfaltung im ER induziert. Vielmehr benutzt die Hefe Schizosaccharomyces pombe, die keinerlei Hac1/XBP1 Orthologe besitzt, Ire1 auf eine komplett andere Art und Weise. Die Aktivierung von Ire1 in S. pombe führt zu einem Abbau von selektionierten mRNAs, die alle für sekretorische Proteine kodieren. Dabei ist festzustellen, dass eine signifikante Anzahl der abgebauten mRNAs, für Proteine kodieren, die im Sterol-Metabolismus involviert [...]
doi:10.18419/opus-1391 fatcat:iha444miqvhdxjpgebwblwptiu