Rol de la dinámica del retículo endoplásmico dendrítico en el transporte de la sub-unidad GABABRI del receptor metabotrópico de GABA
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Fecha
2012
Profesor/a Guía
Facultad/escuela
Idioma
es
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Editor
Universidad Andrés Bello
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Licencia CC
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Resumen
La morfología compleja y polarizada de las neuronas impone un desafío a
procesos celulares básicos como el transporte de proteínas, dado que la mayoría de ellas
se sintetizan en el soma neuronal y deben viajar cientos de micrómetros hacia sus
lugares de destino en dendritas y/o axón. Recientemente, se ha encontrado que el
retículo endoplásmico (RE) constituye una vía fundamental de transporte a lo largo de
la neurona. En el soma neuronal, el RE es rugoso (RER) con estructuras de tipo sábana
y ribosomas asociados a su membrana. En cambio en dendritas y axones el RE es liso
(REL) y presentan una red formada principalmente por túbulos. Tanto el RER y REL
forman una estructura continua y altamente dinámica. En el caso de la red tubular del
REL, ésta se remodela continuamente formando, retrayendo o fusionando nuevos
túbulos mediante mecanismos asociados al citoesqueleto de microtúbulos. Se desconoce
cómo la dinámica del RE modifica las diversas funciones de este organelo,
particularmente el transporte de proteínas de membrana como los receptores de
neurotrasmisores. En esta tesis se estudió si la dinámica de la red tubular del RE,
específicamente la elongación rápida de túbulos, aumenta el transporte de la subunidad
GABABRI del receptor GABAB. Para ello, se utilizaron neuronas hipocampales en
cultivo primario y astrocitos. Además se empleó tricostatina A (TSA), un compuesto
que aumenta la acetilación de microtúbulos con un incremento de elongaciones
tubulares. Se encontró que en ambos tipos celulares el TSA aumentó la acetilación de
microtúbulos y el transporte de GABABR1. En astrocitos se observó que el TSA
aumentó significativamente el número de túbulos cortos, a pesar de que no se detectaron
cambios en la frecuencia de eventos de elongación rápida. Estos resultados sugieren que
la hiperacetilación de microtúbulos modifica un mecanismo de transporte que opera en
la membrana del RE, diferente a la elongación rápida de túbulos.
The polarized and complex neuron morphology imposes a challenge to basic cellular processes like protein transport, since many of the proteins are synthesized in the neuronal soma and must travel hundred of microns toward their final destiny in dendrites and/or axon. Just recently, it has been found that the endoplasmic reticulum (ER) constitutes a fundamental pathway of transport along the neuron. In the neuronal soma, the ER is rough (RER) with sheets-like structures and ribosomes associated to the membrane. On the contrary, in dendrites and axons the ER is smooth (SER) and comprises an intricate network of interconnected tubules that is highly dynamic and continuously reshapes by forming, retracting or fusing new tubules using mechanisms associated to the microtubules cytoskeleton. It is completely unknown how the dynamics of the tubular network could modify the ER functions, particularly the transport of membrane proteins, such us the neurotransmitters receptors. The main goal of this thesis was to analyze if the dynamics of the tubular network of the ER, specifically the rapid elongation of tubules, augment the transport of the GABABR1 subunit of the GABAB receptor. To this end, we use primary cultures of rat hippocampal neurons and astrocytes transiently transfected with GABABR1 and treated with trichostatine A (TSA), a drug that increases both the microtubules acetylation and the tubular elongation. Our results show that in both cellular types, the microtubule acetylation and the GABABR1 transport was augmented with no increase in the frequency of the rapid elongation events. These results strongly suggest that the hyperacetylation of microtubules modifies a transport mechanism in the membrane that operates on the tubular network of SER tubules.
The polarized and complex neuron morphology imposes a challenge to basic cellular processes like protein transport, since many of the proteins are synthesized in the neuronal soma and must travel hundred of microns toward their final destiny in dendrites and/or axon. Just recently, it has been found that the endoplasmic reticulum (ER) constitutes a fundamental pathway of transport along the neuron. In the neuronal soma, the ER is rough (RER) with sheets-like structures and ribosomes associated to the membrane. On the contrary, in dendrites and axons the ER is smooth (SER) and comprises an intricate network of interconnected tubules that is highly dynamic and continuously reshapes by forming, retracting or fusing new tubules using mechanisms associated to the microtubules cytoskeleton. It is completely unknown how the dynamics of the tubular network could modify the ER functions, particularly the transport of membrane proteins, such us the neurotransmitters receptors. The main goal of this thesis was to analyze if the dynamics of the tubular network of the ER, specifically the rapid elongation of tubules, augment the transport of the GABABR1 subunit of the GABAB receptor. To this end, we use primary cultures of rat hippocampal neurons and astrocytes transiently transfected with GABABR1 and treated with trichostatine A (TSA), a drug that increases both the microtubules acetylation and the tubular elongation. Our results show that in both cellular types, the microtubule acetylation and the GABABR1 transport was augmented with no increase in the frequency of the rapid elongation events. These results strongly suggest that the hyperacetylation of microtubules modifies a transport mechanism in the membrane that operates on the tubular network of SER tubules.
Notas
Tesis (Bioquímico, Magíster en Bioquímica)
Esta tesis se realizó en el laboratorio de Neurobiología Celular y Molecular, Departamento de Fisiología y Biofísica, ICBM, Instituto Biomédico de Neurociencia • (BNI), Facultad de Medicina Norte, Universidad de Chile y fue financiada por el proyecto FONDECYT N° 1100137 y por el proyecto ICM P09-015-F.
Esta tesis se realizó en el laboratorio de Neurobiología Celular y Molecular, Departamento de Fisiología y Biofísica, ICBM, Instituto Biomédico de Neurociencia • (BNI), Facultad de Medicina Norte, Universidad de Chile y fue financiada por el proyecto FONDECYT N° 1100137 y por el proyecto ICM P09-015-F.
Palabras clave
Retículo Endoplásmico, Receptores de GABA, Transporte de Proteína