A reporter system to study the role of tRNA modifying enzymes in human proteostasis

Abstract

A síntese proteica é um processo essencial para que todos os organismos mantenham a homeostasia celular. Os tRNAs são elementos cruciais na síntese proteica, uma vez que codificam a informação genética presente no mRNA. A linha celular HeLa, utilizada neste estudo, foi primeiramente isolada de uma mulher com cancro do colo do útero e desde então tem sido bastante usada na investigação, sendo muito importante no estudo das bases moleculares de muitas doenças. De modo a monitorizar a agregação proteica nesta linha celular, um sistema repórter foi desenvolvido utilizando uma fusão entre HspB1 (Hsp27) e a GFP. HspB1 é um chaperone molecular com capacidade de recrutar outros chaperones e restabelecer a conformação ideal das proteínas em situações de stress. A GFP é uma proteína fluorescente que marca certas condições biológicas de interesse. Para perceber o impacto dos erros da tradução na agregação de proteínas e no surgimento das doenças, o principal objetivo deste estudo foi desenvolver uma linha celular estável (HeLa) expressando um sistema repórter HspB1-GFP, de modo a monitorizar os erros no enovelamento das proteínas em resposta ao stress proteotóxico. Ao longo deste estudo o sistema repórter expressando HspB1-GFP foi desenvolvido com sucesso, permitindo assim a sua utilização para identificar situações fisiológicas e patológicas em que a agregação de proteínas ocorre em células de mamífero.

Protein synthesis is essential for all organisms to maintain cell homeostasis. tRNAs are crucial elements in protein synthesis as they decode the genetic information organized in the mRNA codons. A HeLa cell line, used in this study, was first isolated from a woman with cervical cancer and since then was highly used in biological studies, being extremely important in the study of the molecular basis of several diseases. In order to monitor protein aggregation in this cell line, a reporter system was developed using an HspB1 (Hsp27) and a GFP fusion. HspB1 is a small heat shock protein that, in stress situations, recruits other proteins in order to restore the conformation of the proteins. GFP is a biosensor that reports several cellular conditions of interest. To understand the impact of translation errors on protein aggregation and on the disease arising, the main goal of this study was to develop a stable cell line (HeLa) expressing a reporter system HspB1-GFP to monitor the protein misfolding in response to proteotoxic stress. During this study, the reporter system expressing HspB1-GFP was developed successfully, allowing the identification of physiological and pathological situations where protein aggregation occurs in mammalian cells.