Please use this identifier to cite or link to this item: http://doi.org/10.25358/openscience-3851
Authors: Sereno Baeta Rodrigues, Dayane
Title: Characterization of mesencephalic astrocyte-derived neurotrophic factor of Suberites domuncula
Online publication date: 10-Dec-2018
Language: english
Abstract: Sponges have been considered the earliest branching metazoan taxon, and therefore, are important in the reconstruction of early metazoan evolution. Besides, sponges lack a conventional nervous system, which provides an enticing opportunity to explore the evolutionary ancient role of neurotrophic factors and thus the understanding of specific Metazoan genetic toolkits and molecular signaling pathways. The mesencephalic astrocyte-derived neurotrophic factor (MANF) together with cerebral dopamine neurotrophic factor composes a family of evolutionarily conserved neurotrophic factors each selectively protects dopaminergic neurons. MANF is generally resident within the endoplasmic reticulum (ER) but can also be secreted. It is widely expressed in neurons and non-neuronal tissues. MANF is involved in the ER stress response and also has pro-survival effects. Here is reported the identification of the MANF homolog from the sponge Suberites domuncula (SDMANF). SDMANF possesses significant sequence similarity with its metazoan homologs. In Suberites, SDMANF is expressed in the vicinity of bacteriocytes and surrounding a eukaryotic sponge endobiont. In human embryonic kidney cells transfected with SDMANF, the protein was identified in the organelle protein fraction and also in the cell culture medium. The intracellular SDMANF level was up-regulated in response to a Golgi/ER transport inhibitor brefeldin A, and the apoptosis inducers cadmium and lipopolysaccharide (LPS). Upon LPS exposition, transfected cells present a reduced caspase 3 activity and enhanced cell viability with no increased expression of BCL-2-associated X (BAX) in comparison with not transfected cells/ wild-type cells. The aforementioned results suggest MANF has roles in cytoprotection with crossing functions on innate immunity and apoptosis pathways that were deeply evolutionary preserved, besides the neurotrophic function, which might have emerged later in metazoan evolution.
Schwämme stellen eine der frühesten Verzweigungen der Metazoa dar und sind daher wichtig für die evolutionäre Rekonstruktion dieses Taxons im Speziellen und der Metazoa im Allgemeinen. Sie besitzen kein konventionelles Nervensystem, was die Erforschung alter evolutionärer Funktionen von neurotrophen Faktoren (NF) anhand von homologen Faktoren erleichtert und hierdurch das Verständnis von spezifischen genetischen Toolkits und molekularen Signalwegen der Metazoa fördert. Der mesenzephale astrozytenabgeleitete neurotrophe Faktor (MANF) bildet zusammen mit dem zerebralen dopaminergen neurotrophen Faktor eine Familie von evolutionär konservierten NF, die jeweils spezifisch dopaminerge Neuronen unterstützen. Hauptsächlich wird MANF im endoplasmatischen Retikulum (ER) von neuronalen und nicht-neuronalen Geweben exprimiert und zum Teil von den Zellen sekretiert. MANF ist an der ER-Stressreaktion beteiligt und stellt einen positiven Einflussfaktor für das Überleben der Zelle dar. Im Rahmen dieser Arbeit wurde in dem marinen Schwamm Suberites domuncula, der zu MANF homologe Faktor identifiziert, der im Folgenden als SDMANF bezeichnet wird. SDMANF zeigt eine signifikant ähnliche Sequenz zum metazoischen MANF auf. In Suberites wurde SDMANF in der Umgebung von Bakteriozyten und eukaryotischen Schwammendobionten festgestellt, nicht jedoch in anderen Teilen des Schwammes. Humane embryonale Nierenzellen (HEK), die mit SDMANF transfiziert wurden, zeigten eine Expression in der Organellenproteinfraktion des ER als auch eine Sekretion ins Zellkulturmedium. Der intrazelluläre SDMANF-Spiegel wurde als Reaktion auf den zugegebenen Golgi/ER-Transportinhibitor brefeldin A und den beiden apoptoseinduzierenden Substanzen Cadmium und LPS Lipopolysaccharid (LPS) hochreguliert. Nach der LPS-Exposition zeigten transfizierte HEK-Zellen eine reduzierte Caspase-3-Aktivität und im Vergleich zu Wildtyp-Zellen/nicht-transfizierten HEK-Zellen eine erhöhte Viabilität, ohne erhöhte BCL-2-associated X protein (BAX) Expression. Diese Ergebnisse legen nahe, dass das homologe MANF Protein der Schwämme eine Rolle bei der Zytoprotektion spielt, die sich auf das angeborene Immunsystem und die Signalwege der Apoptose auswirkt. Es scheint, dass diese Mechanismen im Laufe der Evolution stark konserviert wurden. Die neurotrophen Funktionen könnten demnach später in der metazoischen Evolution aufgetaucht sein.
DDC: 570 Biowissenschaften
570 Life sciences
Institution: Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department: FB 10 Biologie
Place: Mainz
ROR: https://ror.org/023b0x485
DOI: http://doi.org/10.25358/openscience-3851
URN: urn:nbn:de:hebis:77-diss-1000024227
Version: Original work
Publication type: Dissertation
License: In Copyright
Information on rights of use: https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Extent: 193 Blätter
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