See veebileht kasutab küpsiseid kasutaja sessiooni andmete hoidmiseks. Veebilehe kasutamisega nõustute ETISe kasutustingimustega. Loe rohkem
Olen nõus
"Eesti Teadusfondi uurimistoetus (ETF)" projekt ETF9210
ETF9210 "Mittefunktsionaalse mitokondri roll pärmi adhesiinide ekspressioonis, invasiivses ja filamentses kasvus ning biokile moodustumises. (1.01.2012−31.12.2015)", Tiina Tamm, Tartu Ülikool, Loodus- ja tehnoloogiateaduskond, Tartu Ülikooli Molekulaar- ja Rakubioloogia Instituut.
ETF9210
Mittefunktsionaalse mitokondri roll pärmi adhesiinide ekspressioonis, invasiivses ja filamentses kasvus ning biokile moodustumises.
Role of mitochondrial dysfunction in regulation of yeast adhesins expression, invasive and filamentous growth, and biofilm formation.
1.01.2012
31.12.2015
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus (ETF)
ETIS klassifikaatorAlamvaldkondCERCS klassifikaatorFrascati Manual’i klassifikaatorProtsent
1. Bio- ja keskkonnateadused1.3. GeneetikaB220 Geneetika, tsütogeneetika 1.5. Bioteadused (bioloogia, botaanika, bakterioloogia, mikrobioloogia, zooloogia, entomoloogia, geneetika, biokeemia, biofüüsika jt34,0
1. Bio- ja keskkonnateadused1.1. BiokeemiaP310 Proteiinid, ensümoloogia1.5. Bioteadused (bioloogia, botaanika, bakterioloogia, mikrobioloogia, zooloogia, entomoloogia, geneetika, biokeemia, biofüüsika jt33,0
1. Bio- ja keskkonnateadused1.2. MikrobioloogiaB230 Mikrobioloogia, bakterioloogia, viroloogia, mükoloogia 1.5. Bioteadused (bioloogia, botaanika, bakterioloogia, mikrobioloogia, zooloogia, entomoloogia, geneetika, biokeemia, biofüüsika jt33,0
PerioodSumma
01.01.2012−31.12.201214 400,00 EUR
01.01.2013−31.12.201314 400,00 EUR
01.01.2014−31.12.201414 400,00 EUR
01.01.2015−31.12.201514 400,00 EUR
57 600,00 EUR

Paljud seened ja pärmid võivad kasvamisel ümber lülituda mitme erineva rakutüübi vahel. Patogeensetel organismidel, näiteks Candida albicans ja Ustilago maydis, on dimorfism oluliseks virulentsuse faktoriks, mis määrab invasiooni ja peremehe nakatumise. Pagaripärmil Saccharomyces cerevisiae on dimorfsed morfoloogilised muutused olulised filamentatsioonil, invasioonil ja biokile moodustumisel. Nende protsesside reegulatsioonil osalevad kolm konserveerunud signaaliülekande rada: MAPK, PKA ja TOR rajad. Vastuseks toitainete olemasolule/puudumisele reguleerivad need rajad FLO11 transkriptsiooni aktivatsiooni. FLO11 kodeerib raku pinnal paiknevat adhesiini. Pagaripärmi mitokondriaalne DNA (mtDNA) kodeerib mitmeid mitokondriaalse elektronide transpordiahela komponente. Pagaripärmi mutandid, kes on osaliselt või täielikult kaotanud oma mtDNA, muutuvad respiratiivselt defektseteks ning moodustavad väikesi petite kolooniad. On näidatud, et sellistel petite mutantidel on filamenteerumisvõime vähenenud või puudub. Mittefunktsioneeriv mitokonder aktiveerib RTG signaaliülekande raja. On välja pakutud hüpotees, et petite mutantides reguleerib aktiveeritud RTG rada filamenteerumisvastust negatiivselt. Meie eelkatsed näitavad, et petite mutantidel on tõepoolest vähenenud filamenteerumise võime, kuid see ei ole seotud RTG raja aktivatsiooniga. Käesoleva töö põhieesmärk on uurida millist rolli omab mitokonder invasioonis, filamenteerumises, adhesioonis ning biokile tekkel. Töö eesmärk on aru saada millised nende protsesside regulatsioonis osalevad signaaliülekade rajad on mõjutatud mittefunktsioneeriva mitokondri poolt. Töö on jagatud kolmeks alamosaks: 1. hingamisdefektsete mutantide fenotüübi iseloomistamine võimaldab kindlaks teha filamenteerumisvõime vähenemise põhjused (mitte töötav elektronide transpordiahel või defektne mtDNA), FLO11 transkriptsiooni aktivatsiooni analüüs võimaldab hinnata rakkude pseudohüüfse diferentseerumise võimet; 2. signaaliülekande radade uurimine, mis osalevad mittefunktsionaalse mitokondri äratundmisel ja rakulise diferentseerumise regulatsioonil, võimaldab iseloomustada hingamisdefektsetes rakkudes toimivat signaaliülekande võrgustikku; 3. rakupinnal paiknevate valkude transkriptsiooni regulatsiooni uurimine annab vastuse küsimusele kas nende valkude ekspressioon allub ühtsele regulatsioonimehhanismile.
Dimorphism is characteristic of several fungi, and it enables to switch between different cell types. In pathogenic fungi such as Candida albicans and Ustilago maydis this capacity has been established as an important virulence factor, determining invasion and colonization of hosts. In budding yeast, morphological changes are required for many developmental processes, including filamentation, invasive growth and biofilm formation. A complex network of conserved signalling pathways, namely MAPK, PKA and TOR, regulates these morphological changes. The nutritional signals transmitted via these pathways control the transcriptional activation of FLO11, a flocculin gene that encodes a GPI-anchored cell-surface protein. Budding yeast mitochondrial genome (mtDNA) encodes several crucial components of the respiratory chain complexes. Mutants that have partially or completely lost the mtDNA are respiratory deficient and form small petite colonies. It has been reported that in petite mutants the filamentous growth is reduced or absent. Mitochondrial dysfunction results in the activation of RTG pathway and it has been proposed that RTG may act as a negative regulator of filamentous growth. Our preliminary results indicate that indeed petite mutants have the reduced level of the filamentous and invasive growth, but the RTG pathway is not the sole pathway regulating this process. The main objective of this study is to characterise thoroughly the role of mitochondria in invasive and filamentous growth, adhesion and biofilm formation. The aim of the study is to understand the mechanism by which the mitochondrial dysfunction is transformed into signals affecting these morphological changes. The project is divided into three parts: 1. phenotypic characterisation of respiration-deficient mutants is aimed to determine the cause (lack of respiration or lack of functional mtDNA) of the observed phenotypes, and the analysis of transcriptional activation of FLO11 indicates the cell’s capacity to undergo pseudohyphal differentiation; 2. determination of signalling pathways sensing the mitochondrial dysfunction and regulating the cellular differentiation enables us to propose the signalling network functioning in respiration-deficient mutants; 3. search for cell surface proteins that are regulated by respiration and are involved in filamentous and invasive growth allows us to propose the co-regulation mechanism initiated during these morphological changes.
Eelnevalt avaldatud ülegenoomsed uuringud on näidanud, et pagaripärmi petite mutandid on defektsed pseudohüüfses diferentseerumises. Nendest uuringutest ei selgunud kas hingamise defekt põhjustab üldist muutust raku metabolismis või mõjutab spetsiifilisi signaaliülekande radasid. Teostasime petite mutantide analüüsi, mis näitas, et nendel mutantidel on defektne agarisse invasioon, filamentide moodustamine, plastikule kinnitumine ja biofilmi moodustamine. Seega on nende protsesside jaoks oluline funktsioneeriv mitokonder. Seda defekti ei põhjusta üldine raku metabolism muutus, mida põhjustab retrograadse signaaliülekanderaja (RTG) aktivatsioon. RTG rada on aktiveeritud nii petite kui ka metsiktüüpi rakkudes nälja tingimustel ning selle raja aktivatsioon on vajalik ka metsiktüüpi rakkude pseudohüüfsel diferentseerumisel. Defekti põhjustab raku pinnal paikneva adhesiini Flo11 vähenenud ekspressioon. Signaaliülekanderadade, mis reguleerivad FLO11 ekspressiooni, analüüs näitas, et FG MAPK rada aktiveeritakse mutantides sarnaselt metsiktüüpi rakkudele. cAMP-PKA rada on petite mutantides alla reguleeritud. Uurisime, kas petite mutantide filamentse ja invasiivse kasvu defekt on põhjustatud funktsionaalse mtDNA puudumisest või rakkude hingamisvõime puudumisest. Selleks kasutasime klass III pet mutante. Nendes mutantides säilib metsiktüüpi mtDNA ning üksikuid hingamisahela komplekse saab inaktiveerida tuumagenoomis olevate mutatsioonide abil. Kõik analüüsitud mutantide filamentse ja invasiivse kasvu fenotüübid korreleerusid FLO11 ekspressioonitasemega. Uurisime ka millist rolli omab mitokondri membraani potentsiaal (MMP). MMP tõstmiseks petite mutantides kasutasime ATP1 spetsiifilist alleeli. Petite rakkudes kus MMP oli kunstlikult suurendatud taastus filamentne ja invasiivne kasv ning kinnitumine plastikule. Nendes rakkudes oli FG MAPK signaaliülekande rada tugevalt aktiveeritud. Meie tulemused näitavad, et MMP vähenemine mittehingavates rakkudes on signaaliks, mis reguleerib rakulisi signaaliülekande radasid.