Dissection of autophagosome formation in Drosophila  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
83509
Type K
Principal investigator Juhász, Gábor
Title in Hungarian Az autofagoszóma kialakulás jellemzése Drosophila-ban
Title in English Dissection of autophagosome formation in Drosophila
Keywords in Hungarian Atg, autofágia, autofagoszóma, Drosophila, izoláló membrán
Keywords in English Atg, autophagy, autophagosome, Drosophila, isolation membrane
Discipline
Cell biology and molecular transport mechanisms (Council of Medical and Biological Sciences)70 %
Cell genetics (Council of Medical and Biological Sciences)20 %
Ortelius classification: Molecular genetics
General biochemistry and metabolism (Council of Medical and Biological Sciences)10 %
Ortelius classification: Molecular biology
Panel Cellular and Developmental Biology
Department or equivalent Department of Anatomy, Cell and Developmental Biology (Eötvös Loránd University)
Participants Érdi, Balázs
Hegedűs, Krisztina
Kárpáti, Manuéla
Lippai, Mónika
Pálfia, Zsolt
Varga, Ágnes
Starting date 2011-07-01
Closing date 2015-12-31
Funding (in million HUF) 40.000
FTE (full time equivalent) 6.81
state closed project
Summary in Hungarian
Az autofágia során a sejt anyagait a lizoszómákban lebontja és újrahasznosítja. Az élőlények túlélését elősegítve fontos szerepet játszik a kedvezőtlen környezeti hatások vagy patológiás körülmények kivédésében, ugyanakkor extrém esetekben sejthalálhoz is hozzájárulhat. Az elmúlt 15 évben mintegy 20 konzervált Atg (autofág) gént írtak le élesztőben, de pontos szerepük nem ismert. Még a szakterület legalapvetőbb kérdése, az izoláló membrán kialakulásának mechanizmusa is vitatott. Az Atg gének homológjai megtalálhatók az állatok genomjában is, gyakran több kópiában, és tucatnyi olyan új szereplőt (Atg fehérje komplex alegységet) azonosítottak a közelmúltban, amelyeknek nincs élesztő homológja. Mivel az autofág gének és jelátviteli útvonalak konzerváltak a Drosophila és az emlősök között, így a muslica az egyik legjobb eszköz arra, hogy genetikai és sejtbiológiai módszerekkel vizsgáljuk az autofagoszóma kialakulását. A már ismert autofág gének homológjainak részletes analízise mellett a folyamatot szabályozó további szereplőket is vizsgálhatjuk, hiszen számos ilyen gén kerül leírása a nagyszabású RNSi és fehérje interakciós vizsgálatokban. Adataink a jövőbeni emlős kísérletek révén potenciálisan gyógyszertervezésben és orvosi alkalmazásokban felhasználhatóak lesznek. Mivel az autofágia fontos szerepet játszik a stressz, öregedés, rák, neurodegenerációs betegségek stb. elleni védekezésben, így kutatásaink hosszútávú eredményeként igen valószínű a terápiás alkalmazás lehetősége.
Summary
Autophagy is a cellular defense pathway, ensuring survival in adverse environmental or pathological conditions by recycling self-material in lysosomes. In extreme cases, autophagy can also contribute to cell death. About 20 conserved Atg (autophagy) genes were described in yeast in the past 15 years, but their precise role is not yet known. Even the most fundamental question of autophagy, ie. the mechanism of isolation membrane generation is still debated. Homologs of Atg genes can be identified in animal genomes, often in multiple copies, and dozens of novel players (subunits of Atg protein complexes) were described in the most recent publications that have no yeast homologs. As autophagy genes and signaling pathways are well-conserved between Drosophila and mammals, fruit flies are excellent tools to dissect the genetics and cell biology of the formation of isolation membranes and autophagosomes. In addition to deciphering the role of already described autophagy gene homologs, we can analyze novel regulators of this process, identified in large-scale RNAi and protein interaction screens. Our data will be relevant for future mammalian studies, including drug design and medical applications. Given the known roles of autophagy in stress survival, aging, neurodegeneration diseases, and cancer, the long-term benefit of our research is a potential therapeutic use.




 

Final report

  
Results in Hungarian
A projekt keretében létesített sejttenyésztő, ellenanyagtermelési és immunoprecipitációs rendszerek jelentősen hozzájárultak 13 lektorált publikációnk megjelenéséhez, melyek összesített impakt faktora közel 100. A népszerű kísérleti állat, a Drosophila vizsgálata révén számos új felfedezést tettünk, melyek fő üzenetei az alábbiak. Azonosítottuk az autofagoszómális SNARE-t (Syntaxin 17), ami fúzióképes komplexet alkot a SNAP29 és a lizoszómális Vamp7 fehérjékkel. Kimutattuk, hogy a Syntaxin 17 a HOPS pányvázó komplex-szel együttműködve segíti az autofagoszóma-lizoszóma fúziót. Igazoltuk, hogy egy jól ismert onkogén, a Myc az autofágia egyik fő pozitív regulátora. Végezetül megvzsgáltuk, hogy bizonyos központi Atg gének együttműködése hogyan valósul meg az autofagoszóma kialakulása során. Ezek az eredmények az autofágia molekuláris mechanizmusainak jobb megértését nagymértékben elősegítették. Ennek jelentőségét az autofágia, azaz a sejt alkotóinak önemésztés révén történő lebontása és újrahasznosítása, számos emberi betegségben (rák, fertőzések, öregedés, neurodegeneráció stb) betöltött szerepe mutatja.
Results in English
The cell culture, antibody production and immunoprecipitation facilities established in this project contributed to the publication of 13 peer-reviewed papers, with a total impact factor close to 100. Using the popular animal model Drosophila, we were able to gain new insights into the formation and maturation autophagosomes, which transport cargo to lysosomal degradation. Main findings of our work are the following. We identified the autophagosomal SNARE Syntaxin 17 that forms a fusogenic SNARE complex with SNAP29 and lysosomal Vamp7. We showed that Syntaxin 17 cooperates with the HOPS tethering complex to promote autophagosome-lysosome fusion. We showed that Myc, the well-known oncogene is a major positive regulator of autophagy. Lastly, we analyzed how selected core Atg genes function together during autophagosome formation. These results represent a major step forward in the understanding of the molecular mechanisms of autophagy. Its relevance is well illustrated by the role of autophagy (the breakdown and recycling of intracellular self-material via self-degradation) in various human diseases, including cancer, aging, infections and neurodegeneration.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=83509
Decision
Yes





 

List of publications

  
Takats, S., Varga, A., Pircs, K., Juhasz, G.: Loss of Drosophila Vps16A enhances autophagosome formation through reduced Tor activity., Autophagy, 2015
Nagy, P., Varga, A., Kovacs, A.L., Takats, S., Juhasz, G.: How and why to study autophagy in Drosophila: it's more than just a garbage chute., Methods, 2015
Juhasz, G: Interpretation of bafilomycin, pH neutralizing or protease inhibitor treatments in autophagic flux experiments: novel considerations, Autophagy, 2012
Takáts S, Nagy P, Varga Á, Pircs K, Kárpáti M, Varga K, Kovács AL, Hegedűs K, Juhász G.: Autophagosomal Syntaxin17-dependent lysosomal degradation maintains neuronal function in Drosophila., J Cell Biol., 2013
Hegedus, K., Takats, S., Kovacs, A.L., Juhasz, G.: Evolutionarily conserved role and physiological relevance of a STX17/Syx17 (syntaxin 17)-containing SNARE complex in autophagosome fusion with endosomes and lysosomes, Autophagy, 2013
Nagy, P., Varga, A., Pircs, K., Hegedus, K., Juhasz, G.: Myc-Driven Overgrowth Requires Unfolded Protein Response-Mediated Induction of Autophagy and Antioxidant Responses in Drosophila melanogaster, PLOS Genetics, 2013
Hegedus, K., Takats, S., Kovacs, A.L., Juhasz, G.: Evolutionarily conserved role and physiological relevance of a STX17/Syx17 (syntaxin 17)-containing SNARE complex in autophagosome fusion with endosomes and lysosomes, Autophagy, 2013
Takats S, Pircs K, Nagy P, Varga A, Karpati M, Hegedus K, Kramer H, Kovacs AL, Sass M, Juhasz G: Interaction of the HOPS complex with Syntaxin 17 mediates autophagosome clearance in Drosophila, MOLECULAR BIOLOGY OF THE CELL, 2014
Szatmari Z, Kis V, Lippai M, Hegedus K, Farago T, Lorincz P, Tanaka T, Juhasz G, Sass M: Rab11 facilitates crosstalk between autophagy and endosomal pathway through regulation of Hook localization., MOLECULAR BIOLOGY OF THE CELL, 2014
Nagy P, Hegedus K, Pircs K, Varga A, Juhasz G: Different effects of Atg2 and Atg18 mutations on Atg8a and Atg9 trafficking during starvation in Drosophila., FEBS LETTERS, 2014
Nagy P, Karpati M, Varga A, Pircs K, Venkei Z, Takats S, Varga K, Erdi B, Hegedus K, Juhasz G: Atg17/FIP200 localizes to perilysosomal Ref(2)P aggregates and promotes autophagy by activation of Atg1 in Drosophila, AUTOPHAGY, 2014
Mulakkal N, Nagy P, Takats S, Tusco R, Juhasz G, Nezis IP: Autophagy in Drosophila: from historical studies to current knowledge, BIOMED RESEARCH INTERNATIONAL, 2014
Hegedus K, Nagy P, Gaspari Z, Juhasz G: The Putative HORMA Domain Protein Atg101 Dimerizes and Is Required for Starvation-Induced and Selective Autophagy in Drosophila, BIOMED RESEARCH INTERNATIONAL, 2014
Eisenberg T, Schroeder S, Andryushkova A, Pendl T, Kuttner V, Bhukel A, Marino G, Pietrocola F, Harger A, Zimmermann A, Moustafa T, Sprenger A, Jany E, Buttner S, Carmona-Gutierrez D, Ruckenstuhl C, Ring J, Reichelt W, Schimmel K, Leeb T, Moser C, Schatz S, Kamolz LP, Magnes C, Sinner F, Sedej S, Frohlich KU, Juhasz G, Pieber TR, Dengjel J, Sigrist SJ, Kroemer G, Madeo F: Nucleocytosolic depletion of the energy metabolite acetyl-coenzyme a stimulates autophagy and prolongs lifespan., CELL METABOLISM, 2014
Juhasz G, Puertollano R, Shimizu S, Vaccaro MI: Autophagy researchers, AUTOPHAGY, 2013




 

Events of the project

  
2014-10-28 22:46:41
Résztvevők változása
2013-01-11 13:00:03
Résztvevők változása
2012-10-19 08:34:14
Résztvevők változása



Back »