The School of ABC-proteins: From Gene Regulation to Transport Mechanism  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
68950
Type NI
Principal investigator Váradi, András
Title in Hungarian Az ABC-fehérjék Tudományos Iskolája: a gének regulációjától a transzport-mechanizmusig
Title in English The School of ABC-proteins: From Gene Regulation to Transport Mechanism
Keywords in Hungarian Ritka genetikai betegségek, transzkripciós szabályozás, transzporter, ATPáz
Keywords in English Rare genetic diseases, Transcriptional regulation, Transporters, ATPase
Discipline
General biochemistry and metabolism (Council of Medical and Biological Sciences)50 %
General biochemistry and metabolism (Council of Medical and Biological Sciences)33 %
Molecular genetics, reverse genetics and RNAi (Council of Medical and Biological Sciences)17 %
Panel Molecular and Structural Biology and Biochemistry
Department or equivalent Institute of Enzymology, BRC, Hungarian Academy of Sciences
Participants Arányi, Tamás
Fülöp, Krisztina
Iliás, Attila
Pomozi, Viola
Szabó, Zalán
Szakács, Gergely
Szeri, Flóra
Tusnády, Éva
Tusnády, Gábor
Starting date 2007-02-01
Closing date 2010-01-31
Funding (in million HUF) 67.227
FTE (full time equivalent) 12.14
state closed project
Summary in Hungarian
A program célja komplex kutatási stratégia kialakítása két öröklődő betegség, a pseudoxanthoma elasticum és a szitoszterolémia molekuláris alapjainak feltárására. Mindkét betegséget ABC-transzporter génekben előforduló mutációk okozzák: az előbbit az ABCC6 mutációi, míg az utóbbit az ABCG5-G8-ban előforduló mutációk. Céljaink elérése érdekében a fehérjéket rovarsejtekben és emlős sejtekben fogjuk expresszálni, és a transzport-biokémia és a molekuláris biológia módszereinek széles spektrumát alkalmazzuk a transzporterek működési mechanizmusának, a fiziológiai szubsztrátjaik azonosításának érdekében, valamint azon mechanizmusok megismerése céljából, amelyek a szövetspecifikus expressziójukért felelősek.
A tervezett kutatási program újszerű vonása, hogy azok a potenciális szubsztrát-jelöltek, amelyeket a funkcionális assay-kben azonosítunk - és különféle metabolikus utakhoz vezetnek - az expresszió szabályozást felderítő kisérleteinkben is szerephez jutnak. Továbbmenve: azokat a vegyületek, amelyeket mint az expressziót befolyásoló molekulákat azonosítunk, a funkcionális tesztekben mint szubsztrát-jelölteket vizsgálunk. Két fiatal posztdoktort és számos PhD hallgatót fogunk a proramba bevonni és számukra magas szinvonalú tudományos képzést biztosítani, ezzel is folytatva a Laboratórium hagyományait.
Summary
The overall goal of this project is to create a complex research program which involves a wide spectrum of experimental strategies to investigate the molecular basis of two inherited diseases, pseudoxanthoma elasticum and sitosterolemia. Both diseases are caused by mutations in ABC-transporter genes: in ABCC6 and in ABCG5/G8, respectively. Utilizing protein expression in insect and in mammalian cells and various transport-biochemical, and molecular biological methods we plan to investigate the mechanism of action of these two ABC-transporters, to identify their transported substrate(s) and to reveal the regulatory mechanisms which control their tissue-specific transcription.
One of the unique features of the proposed strategy is that potential physiological substrate candidates identified by functional in vitro assays will direct us to metabolic pathways for further candidates and such compounds will also be tested as inducers/inhibitors of gene expression studies. Similarly, compounds modulating gene expression will be tested as potential substrates of the transporters. Two young postdoctoral fellows and several PhD students will be trained in the program, continuing one of the important missions of the Laboratory.




 

Final report

  
Results in Hungarian
Megállapítottuk, hogy az ABCC6 gén duplikációi a low-copy repeat 16a elemekhez kötődnek, és ilyen duplikációk több alkalommal is bekövetkeztek különböző főemlős fajokban. Populációgenetikai vizsgálatunkban kimutattuk, hogy egy inaktív ABCC6 allél növeli a koronáriás artéria betegség (CAD) kialakulásának esélyét. Az ABCC6 expressziójánk szabályozását is vizsgáltuk, megállapítottuk, hogy az ERK1/2 szignál-útvonal és a HNF4 transzkripciós faktor felelős az ABCC6 szövet-specifikus szabályozásáért. Megalkottuk az ABCC6 transzporter homológia modelljét, és tanulmányoztuk az ismert 119 misszensz PXE-t okozó mutáció eloszlását. A komplex domén-domén határfelületeken a misszensz mutációk jelentős feldúsúlását figyeltük meg, ami ezen kapcsolatok fontosságának genetikai bizonyítéka. Az ABCC6 viszgálatára alkalmas új állat modellt fejlesztettünk ki: a zebrahal (Danio rerio) modell-rendszert. Bemutattuk, hogy az ecetmuslica MRP az ortológ humán ABCC fehérjékhez hasonló biokémiai tulajdonságokkal rendelkezik, így azok magas turnover-rel rendelkező modellje. Megfigyeltük, hogy a koleszterin szelektíven módosítja az ABCG2 aktivitását. Tanulmányoztuk az ABCG2 katalitikus ciklusa során fellépő intramolekuláris átrendeződéseket. Kifejlesztettünk egy sejtes modell-rendszert az ABCA1, egy fontos koleszterin transzporter tanulmányozására. Új módszert fejlesztettünk ki a kvantitatív PCR reprodukálhatóságának javítására. 15 közleményt publikáltunk szakmailag lektorált nemzetközi folyóiratokban.
Results in English
We established that duplications of ABCC6 are associated to low-copy repeat 16a and such duplications have occurred several times in different primates. Our population genetic study revealed that one inactive allele of ABCC6 increases the risk of coronary artery disease (CAD) significantly. Th signal transduction pathways leading to the modulation of ABCC6 expression have also been deciphered: the ERK1/2 pathway and HNF4 are responsible for the tissue-specific regulation of ABCC6. We have built a homology model of this transporter, and analyzed the distribution of the known 119 missense PXE-associated mutations within the structure. Significant clustering of the missense mutations has been found at domain-domain interfaces providing a genetic proof of the importance of these domain-domain interactions. A novel animal model to investigate ABCC6 has been developed: the zebrafish (Danio rerio) model system. We have demonstrated that the Drosophila MRP shares the biochemical features of its human ABCC orthologues and serves as a high turn-over model protein of human ABCC-type transporters. We have found that cholesterol selectively modulates the activity of ABCG2. We have studied the intramolecular rearrangments during the catalytic cycle of ABCG2. We have developed a cellular model system to study ABCA1, an important cholesterol transporter. We have developed a novel method to improve the quantitative PCR technique. We have published 15 papers in peer-reviewed international journals.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=68950
Decision
Yes





 

List of publications

  
Bors A, Ribiczey P, Köblös G, Brózik A, Ujfaludi Z, Magócsi M, Váradi A, Tordai A, Kovács T, Arányi T.: External cell control polymerase chain reaction: replacing internal standards with an unbiased strategy for quantitative polymerase chain reaction normalization., Anal Biochem. 2008 Jan 15;372(2):261-3. Epub 2007 Aug 24, 2007
Telbisz A, Müller M, Ozvegy-Laczka C, Homolya L, Szente L, Váradi A, Sarkadi B.: Membrane cholesterol selectively modulates the activity of the human ABCG2 multidrug transporter., Biochim Biophys Acta. 1768: 2698-713., 2007
Szakács,G, Homolya, L, Váradi A, Sarkadi B.: MDR-ABC Transporters, Encyclopedia of Molecular Pharmacology, 2007
Szakács G, Váradi A, Ozvegy-Laczka C and Sarkadi B: The role of ABC transporters in drug absorption, distribution, metabolism, excretion and toxicity (ADME-Tox), Drug Discov Today 13, 379-393, 2008
Ozvegy-Laczka C, Laczkó R, Hegedus C, Litman T, Várady G, Goda K, Hegedus T, Dokholyan NV, Sorrentino BP, Váradi A and Sarkadi B: Interaction with the 5D3 monoclonal antibody is regulated by intramolecular rearrangements but not by covalent dimer formation of the human ABCG2 multidrug transporter, J Biol Chem 283, 26059-70, 2008
Symmons O, Váradi A and Arányi T: How segmental duplications shape our genome: recent evolution of ABCC6 and PKD1 Mendelian disease genes, Mol Biol Evol 25, 2601-13, 2008
Kasza I, Hegyi Z, Szabó K, Andrikovics H, Német K, Váradi A, Sarkadi B, Homolya L: Model system for the analysis of cell surface expression of human ABCA1., BMC Cell Biol. 21;10:93., 2009
Hegedus C, Ozvegy-Laczka C, Apáti A, Magócsi M, Német K, Orfi L, Kéri G, Katona M, Takáts Z, Váradi A, Szakács G, Sarkadi B.: Interaction of nilotinib, dasatinib and bosutinib with ABCB1 and ABCG2: implications for altered anti-cancer effects and pharmacological properties., Brit J Pharmacol. 158(4):1153-64, 2009
Fülöp K, Barna L, Symmons O, Závodszky P, Váradi A: Clustering of disease-causing mutations on the domain-domain interfaces of ABCC6., Biochem Biophys Res Commun. 13;379(3):706-9., 2009
Li Q, Jiang Q, Pfendner E, Váradi A and Uitto J: Pseudoxanthoma elasticum: clinical phenotypes, molecular genetics and putative pathomechanisms., Exp Dermatol. 2009 Jan;18(1):1-11., 2009
Szeri F, Iliás A, Pomozi V, Robinow S, Bakos E and Váradi A: The high turnover Drosophila multidrug resistance-associated protein shares the biochemical features of its human orthologues., Biochim Biophys Acta. 1788(2):402-9, 2009
Köblös G, Andrikovics H, Prohászka Z, Tordai A, Váradi A, Arányi T.: The R1141X loss-of-function mutation of the ABCC6 gene is a strong genetic risk factor for coronary artery disease, Genet Test Mol Biomarkers. 14(1):75-8., 2010
de Boussac H, Ratajewski M, Sachrajda I, Köblös G, Tordai A, Pulaski L, Buday L, Váradi A, Arányi T: The ERK1/2 – hepatocyte nuclear factor 4α axis regulates the human ABCC6 gene expression in hepatocytes, JBC Papers in Press. Published on May 12, 2010, 2010
Li Q, Sadowski S, Frank M, Chai C, Váradi A, Ho S-Y, Lou H, Dean M, Thisse C, Thisse B, Uitto J: The abcc6a Gene is Required for Normal Zebrafish Development, J Invest Dermatol, accepted, 2010
Váradi A, Szabó Z, Pomozi V, de Boussac H, Fülöp K, Arányi T: ABCC6 as a target in Pseudoxanthoma Elasticum, Curr Drug Targets, accepted, 2010




 

Events of the project

  
2009-04-08 15:03:13
Résztvevők változása



Back »