title: Role of synucleins in modulation of monoamine transporters
Creators: name: Connor, Michael
Publisher: name: :none
Year: 2024

description: Synucleine (α-Syn, β-Syn und γ-Syn) sind kleine Proteine mit wichtigen Funktionen bei der Regulation der Neurotransmission. Vorangegangene Experimente des Steinkellner Labors demonstrierten, dass eine α-Syn Überexpression die Expression von Serotonintransportern (SERT) auf der Zelloberfläche erhöht und dadurch die Serotoninwiederaufnahme in einem α-Syn-abhängigen Mechanismus steigert. Die Rolle von β-Syn und γ-Syn bei der Regulierung von Monoamintransportern (MATs) bleibt jedoch noch weitgehend unerforscht, weshalb dies den Schwerpunkt dieser Arbeit bildet. Diese Studie zielt darauf ab, festzustellen, ob β-Syn und γ-Syn die MATs auf ähnliche Weise wie α-Syn modulieren oder unterschiedliche regulatorische Rollen ausüben. Ich konnte durch Überexpressionsexperimente in kultivierten Zelllinien herausfinden, dass β-Syn und γ-Syn zwar mit MATs kolokalisierten, aber weder die Zelloberflächenexpression dieser Transporter noch die Wiederaufnahme ihrer jeweiligen Monoamine beeinflussten. Um den Einfluss von α-Syn auf die SERT-vermittelte Wiederaufnahme zu untersuchen, habe ich Gen-Silencing Experimente durchgeführt. Unter Verwendung kleiner, interferierender RNAs (siRNAs) zur Reduzierung der endogenen α-Syn-Expression und zur Erzeugung eines CRISPR/Cas9-vermittelten SNCA (= Gen von α-Syn) -Knockouts in einer humanen Zelllinie, konnte ich bestätigen, dass die Verringerung oder der Verlust von α-Syn die SERT-Aktivität und Expression negativ beeinflusste. Darüber hinaus reduzierte der SNCA-Knockout die maximale Geschwindigkeit der Serotoninaufnahme, ohne die Affinität von SERT für Serotonin wesentlich zu verändern. Dies steht im Gegensatz zu den Auswirkungen der Überexpression von α-Syn und unterstreicht die regulatorische Rolle, die α-Syn auf die SERT-Funktion ausübt. Diese Ergebnisse liefern Einblicke in die differenzierte Regulation der monoaminergen Neurotransmission durch Synucleine und legen nahe, dass α-Syn die MAT-Aktivität auf einzigartige Weise moduliert, indem es die Zelloberflächenexpression und Wiederaufnahme beeinflusst, während β-Syn und γ-Syn diese Effekte nicht zeigen.
description: Synucleins (α-Syn, β-Syn, and γ-Syn) are small proteins involved in the regulation of neurotransmission within the nervous system. Previous work in the Steinkellner lab demonstrated that α-Syn overexpression increases cell surface expression of serotonin transporters (SERT), thereby amplifying serotonin reuptake in a α-Syn-dependent manner. However, the roles of β-Syn &amp; γ-Syn in the regulation of monoamine transporters (MATs) remain largely unexplored, providing a focus for this thesis. This study aims to determine whether β-Syn and γ-Syn modulate MATs in a similar manner to α-Syn or exhibit distinct regulatory roles. Through overexpression experiments in cultured cell lines, I found that although β-Syn and γ-Syn colocalized with MATs, neither affected the cell surface expression of these transporters nor the reuptake of their respective monoamines. To assess α-Syn’s influence on SERT-mediated reuptake, I conducted gene silencing experiments. Using small interfering RNAs (siRNAs) to reduce endogenous α-Syn expression and generating a CRISPR-Cas9-mediated SNCA knockout in a cell line, I confirmed that reduction or loss of α-Syn negatively impacted SERT activity and expression. This contrasts with the effects of α-Syn overexpression, highlighting the regulatory role α-Syn has on SERT function. These findings provide insights into differential regulation of monoaminergic neurotransmission by synucleins, suggesting that α-Syn uniquely modulates MAT activity by affecting cell surface expression and reuptake, while β-Syn and γ-Syn do not exhibit similar effects.