Fra kromatin arkitektonisk protein til histon chaperone

Poly [ADP-ribose] polymerase 1 (PARP-1) er en meget rigelige i celler. Ved en nuklear koncentration på omkring en PARP-1molecule pr 20 nukleosomer, det har potentiale til at påvirke mange nukleare processer. Det katalyserer NAD + -afhængige polymerisation af lange kæder af poly-ADP ribose (PAR) på sig selv som reaktion på DNA-skade og andre signaler. Her rapporterer vi, at Auto modifikation af PARP-1 kan spille en rolle i både kromatinstruktur protein og histon chaperone.

Vi bestemt dissociationskonstanter for de forskellige PARP-1-kromatin komplekser ved hjælp af high-throughput interaktioner ved fluorescens intensitet FRET. Umodificeret PARP-1 engagerer sig i mindst to højaffinitetsbinding tilstande med kromatin, hvoraf den ene ikke involverer fri DNA ender, i overensstemmelse med sin rolle som kromatin arkitektonisk protein.

Auto-PARylation af PARP-1activated ved en række stimuli forbundet med transkription og DNA-reparation regulerer sin evne til at komprimere kromatin. Denne modifikation reducerer PARP-1 affinitet for intakt chromatin, men ikke for nukleosomer med udsatte DNA-ender. AM-PARP-1 direkte konkurrerer med DNA for histoner, som forudsagt fra vore affinitet målinger og som observeret for andre histon chaperoner.

Vi tilbyder en model af PARP-1 binder nukleosomer med høj affinitet over genomet, hvorved kondenserende kromatin.

ALS og spastisk paraplegi (SP) er klassificeret af degeneration af motoriske neuroner, hvilket fører til muskelatrofi og endda tidlig død. En slags MNDS er associeret med nedsat mitochondrial respiration og mitokondriel fordeling. Her viser vi, at Miro1 er afgørende for udvikling af kranielle motoriske kerner.

Mitochondriel Rho (Miro) GTPase proteiner er afgørende for transport, fordi de er de eneste kendte overfladereceptorer der lægger mitokondrier til disse adaptere og motorer. Bevægelsen af ​​neuronal mitokondrier mellem celle krop og synapse er reguleret af adaptere kaldet trafficking kinesin proteiner. Vi konstruerer en CRE-loxP systemet til at slå ud Miro1 i mus.

Uheldigvis de KO-mus er letalitet. Den kim-line Miro1 KO mus fuldender embryogenese men formår ikke at trække vejret og dør ved fødslen. Disse data indikerer, at død Miro1 KO mus er forårsaget af specifikke defekter i motorneuroner kræves til vejrtrækning efter fødslen.

Dernæst vi udforske den molekylære mekanisme. Vi fandt, at Miro1 deletion fører til tab af specifikke neuroner, der er nødvendige for respiration. Mitokondrier mærket med Mito Tracker havde den karakteristiske rørformede morfologi og blev fordelt i hele cytoplasmaet og i filopodia blev Miro1 KO MEF grupperet omkring kernen og fraværende fra filopodia.

Til resumé, disse resultater viser, at de primære defekter i mitokondrie motilitet og distribution og forårsage neurologisk sygdom.