06/J267
Formación de complejos de señalización intracelulares en la degeneración y regeneración neuronal
Formation of intracellular signalling complexes in neuronal degeneration and regeneration
Director: PATTERSON, Sean Ingram
Correo electrónico: seanpat@fcm.uncu.edu.ar
Integrantes: GONZALEZ POLO, Virginia; LAURITO, Sergio Roberto
Resumen Técnico: En los últimos años ha surgido mucha información nueva sobre la importancia de la formación de complejos de señalización intracelulares en el control normal de funciones fisiológicas y en procesos patalógicos. El objetivo de este proyecto es contribuir a nuestro conocimiento de como la compartimentalización subcelular de proteínas de señalización, especificamente su presencia en dominios membranales conocidos como “rafts”, contribuye a los processos de degeneración y regeneración del sistema nervioso. En trabajos previos (incluyendo el proyecto anterior de CIUNC) hemos mostrado cambios en la expresión de varias proteínas aciladas durante la sinaptogénesis, y después de tratamiento crónico con alcohol, en abstinencia, con factores de crecimiento y después de axotomía. Suponemos que estos cambios son relacionados con las funciones específicas de dichas proteínas. Existe una cantidad de evidencia creciente que la palmitoilación de proteínas (S-palmitoilación) se relaciona con su actividad para dirigirlas a dominios membranales, incluyendo a rafts. De este modo se puede caracterizar el uso de proteínas específicas en terminales axónicas por su reclutamiento en rafts derivados de neuronas del sistema nervioso, o por su modificación con palmitato. No obstante, todavía existen muchas dudas sobre el rol preciso de la S-palmitoilación y la compartimentalización, por lo cual proponemos investigar esta relación in vivo e in vitro. Manipulando la S-palmitoilación in situ con inhibidores permeables a células, junto con experimentos dirigidos a determinar la interacción entre liposomas artificiales y proteínas cuyo estado de palmitoilación se puede controlar in vitro, nos va a permitir elaborar la relación entre acilación, compartimentalización y función. Dilucidaremos la importancia fisiológica de esta relación usando los modelos de degeneración y regeneración que tenemos funcionando en el laboratorio y en colaboración con otros investigadores de la Universidad Nacional de Cuyo, es decir de hipoxia, de axotomía de nervios espinales, y de intoxicación con alcohol. Este proyecto es fundamentalmente una continuación del proyecto anterior (06/J217) con modificaciones según los hallazgos nuevos que salieron durante 2005-2007, descritos en el informe final del proyecto anterior.
Summary: In recent years there has been an explosion of information regarding the importance of the formation of intracellular signalling complexes in the control of physiological functions and in pathological processes. This projects aims to advance our knowledge of how subcellular compartmentalization of signalling molecules, and especially their presence in membrane domains known as rafts, contributes to the processes of degeneration and regeneration in the nervous system. In previous work (including the previous CIUNC project) we showed changes in the levels of a number of acylated proteins during synaptogenesis, after chronic exposure to alcohol, during alcohol withdrawal, in response to growth factors, and after axotomy. We presume that these changes are related to the specific functions of the affected proteins. There is a growing body of evidence that protein palmitoylation (S-palmitoylation) is related to their translocation to the membrane, and indeed to rafts. Thus, the activity of axon terminal proteins may be reflected directly in their recruitment to rafts derived from neurons, or in their modification with palmitate. Nevertheless, there are still many pending questions regarding the role of S-palmitoylation in compartmentalization, for which reason we propose to investigate the relationship in vivo and in vitro. Manipulation of S-palmitoylation in situ with cell-permeable inhibitors, together with determination of the interaction between artificial liposomes and proteins whose palmitoylation state is controlled in vitro, will allow us to address the relationship between acylation, compartmentalization and function. The physiological importance of this relationship will be elucidated using models of neuronal degeneration and regeneration currently available in this laboratory or in collaboration with other researchers in the Universidad Nacional de Cuyo, specifically hypoxia, spinal nerve axotomy and alcohol toxicity. This project is a direct continuation of the previous project (06/J217), modified according to the novel results that we produced during 2005-2007, as decsribed in the final report to the previous project.