Ο ρόλος των πρωτεϊνών του συμπλέγματος της πρωτεΐνης SARA στη μεταγωγή του σήματος και τη βιολογική δραστικότητα του TGFβ-ακτιβίνης
Authors: Κωσταράς Ελευθέριος 
Published: August 2021

Τα τελευταία χρόνια, το ενδιαφέρον πολλών ερευνητών έχει επικεντρωθεί στη διαλεύκανση των μηχανισμών μετάδοσης μηνυμάτων από υποδοχείς αυξητικών παραγόντων και στη σχέση τους με την ενδοκυττάρωση και την κυστιδιακή μεταφορά. Οι ενεργοποιημένοι υποδοχείς (φορτίο) εισέρχονται στο κύτταρο με διάφορους τρόπους, με πιο γνωστή την κλαθρινο-εξαρτώμενη ενδοκυττάρωση (CDE). Tο φορτίο, μετά την είσοδό του μέσα στο κύτταρο φτάνει στο πρώιμο ενδόσωμα και από εκεί, είτε επιστρέφει στη μεμβράνη, μέσω των ενδοσωμάτων ανακύκλωσης, είτε αποικοδομείται μέσω των πολυκυστιδιακών σωματιδίων (MVB) και των λυσοσωμάτων. Στην τελευταία διαδικασία διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο πρωτεϊνικά συμπλέγματα, γνωστά ως ESCRT (Endosomal sorting required for transport). Το πρώτο από αυτά, το ESCRT-0, αποτελείται από τις HRS, STAM2 και την επικουρική Eps15b και διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στην αναγνώριση των ουβικιτινιωμένων υποδοχέων και τη μετέπειτα παράδοση τους στα ESCRT-I, -II και -IΙI. Στη συνέχεια οι υποδοχείς ενσωματώνονται στη μεμβράνη ενδοαυλικών κυστιδίων (ILV) των MVB και τελικά παραδίδονται στα λυσοσώματα για αποικοδόμηση.Η SARA είναι μια πρωτεΐνη με FYVE περιοχή, που εντοπίζεται στο πρώιμο ενδόσωμα και φαίνεται να συμμετέχει τόσο στη κυστιδιακή διακίνηση, όσο και στη μεταγωγή σήματος από τους υποδοχείς της οικογένειας του TGFβ. Προηγούμενες μελέτες του εργαστηρίου στο οποίο εκπονήθηκε η διατριβή, ανίχνευσαν την πρωτεΐνη RNF11 να αλληλεπιδρά με την πρωτεΐνη SARA. Η πρωτεΐνη RNF11 είναι μια RING-H2 λιγάση, η οποία διαθέτει ένα PY μοτίβο και μια RING δομική περιοχή και έχει αναφερθεί να συμμετέχει σε διαδικασίες πρωτεϊνικής ουβικιτίνωσης και μεταγωγής σήματος. Στην παρούσα μελέτη αποδείξαμε με βιοχημικές μεθόδους πως οι πρωτεΐνες RNF11 και SARA αλληλεπιδρούν. Μελέτες που αφορούν την κυτταρική διαμερισματοποίηση της πρωτεΐνης RNF11, έδειξαν ότι η πρωτεΐνη RNF11 εντοπίζεται στο πρώιμο, στο όψιμο και στο γρήγορης ανακύκλωσης ενδόσωμα. Οι πρωτεΐνες RNF11 και SARA συνεντοπίζονται στο πρώιμο ενδόσωμα, ωστόσο η SARA δεν ευθύνεται για την ενδοσωματική στόχευση της RNF11. Για την διαμερισματοποίηση της πρωτεΐνης RNF11 στο πρώιμο ενδόσωμα είναι σημαντικές τροποποιήσεις ακυλιώσεων στο αμινοτελικό της άκρο και η γρήγορη ενδοκυττάρωσή της από την κυτταρική μεμβράνη. Χαρτογράφηση της περιοχής αλληλεπίδρασης των δύο πρωτεϊνών, έδειξε ότι είναι απαραίτητα, τόσο τα αα από το 59-95, όσο και η RING δομική περιοχή της πρωτεΐνης RNF11. Από λειτουργική σκοπιά, η πρωτεΐνη RNF11 προκαλεί τη λυσοσωματική και όχι την πρωτεασωμική αποικοδόμηση της πρωτεΐνης SARA.Επιπρόσθετα οι πρωτεΐνες RNF11 και SARA βρέθηκαν να αλληλεπιδρούν με τα μέλη του ESCRT-0 συμπλέγματος. Πράγματι, η RNF11 αλληλεπιδρά με τις HRS, STAM και Eps15b, παρατήρηση που μας οδηγεί στο συμπέρασμα πως η πρωτεΐνη RNF11 είναι ένα ακόμη μέλος του ESCRT-0. Επιπρόσθετα, η RNF11 συν-κατακρημνίζει ταυτόχρονα τις STAM2, SARA και Eps15b. Η παραπάνω παρατήρηση σε συνδυασμό το ότι η πρωτεΐνη SARA αλληλεπιδρά με την STAM2 αλλά όχι με την HRS, μας οδήγησε στο συμπέρασμα πως, ενδεχομένως, σχηματίζεται ένα εναλλακτικό ESCRT-0 σύμπλεγμα ανάμεσα στις SARA/RNF11/STAM2/Eps15b, στο οποίο δεν εμπεριέχεται η HRS. Η υπόθεση αυτή ενισχύεται και από την παρατήρηση ότι η SARA βρέθηκε να αλληλεπιδρά και με την πρωτεΐνη κλαθρίνη.Ο ενεργοποιημένος υποδοχέας EGFR αποτελεί ένα τυπικό ουβικιτινιωμένο φορτίο που αναγνωρίζεται από το ESCRT σύμπλεγμα και υφίσταται λυσοσωματική αποικοδόμηση. Σε συμφωνία με την υπερέκφραση ή την εξάλειψη των επιπέδων των πρωτεϊνών HRS και Eps15b, η απορύθμιση των επιπέδων των πρωτεϊνών RNF11 και SARA έχει ως αποτέλεσμα τη μειωμένη αποικοδόμηση του υποδοχέα EGFR. Στην περίπτωση της εξάλειψης της πρωτεΐνης RNF11 παρατηρείται και αυξημένη ανακύκλωση του EGF προς την μεμβράνη, ενώ κάτι τέτοιο δεν παρατηρείται στην περίπτωση της εξάλειψης της πρωτεΐνης SARA. Ωστόσο και στις δύο περιπτώσεις παρατηρείται παρατεταμένη ενεργοποίηση της ERK. Συνοψίζοντας, η παρούσα μελέτη αποδεικνύει πως οι πρωτεΐνες RNF11 και SARA αλληλεπιδρούν μεταξύ τους καθώς και με τα μέλη του ESCRT-0 συμπλέγματος και συμμετέχουν, ενεργά, στη διαδικασία διαλογής του υποδοχέα EGFR για αποικοδόμηση.