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http://hdl.handle.net/10773/28146
Title: | The autophagic biomarker p62 as a tool for monitoring age-dependent cellular responses |
Other Titles: | O biomarcador autofágico p62 como uma ferramenta para monitorização de respostas celulares dependentes da idade |
Author: | Carvalho, Ana Virgínia Alves |
Advisor: | Silva, Odete Abreu e |
Keywords: | Aging Autophagy Proteasome Western blot Mitochondria Antioxidation Starvation Oxidative stress |
Defense Date: | 12-Dec-2019 |
Abstract: | The process of protein synthesis is error prone, thus, there is a cellular
quality control system which is prepared to detect these errors and to
degrade these damaged proteins. Upon failure from the cellular quality
control system, there can be an accumulation of protein aggregates, which is
associated with neurodegenerative disorders, such as Alzheimer’s and
Parkinson’s disease, which are aging-associated disorders. Aging cells are
known to have a reduced ability to eliminate misfolded and aggregated
proteins; furthermore, aged cells experience extended cumulative oxidative
stress, leading to an increase in transcriptional and translational errors.
Much of intracellular protein degradation is performed by the proteasome,
which plays an important role in the regulation of the cell cycle. Another
process, autophagy, is an intracellular lysosomal degradation process, which
is induced by starvation or extracellular stressors, and consists in the
formation of an autophagosome that sequesters cytoplasm and the cellular
content to be degraded. p62/SQSTM1 protein is an autophagy receptor,
which is translocated to autophagy substrates and binds to them, facilitating
their sequestration and degradation by autophagy.
The objective of this thesis was to understand how extracellular stressors
(proteasome inhibition, starvation, mitochondrial membrane depolarization,
antioxidant agents) modulate the autophagy response on fibroblasts of
different age groups (21, 41, 69, and 80 years old), as well as to understand
the influence of aging on the autophagic response to stressors. A western
blot analysis showed that starvation caused accumulation of p62 in 41-yearolds.
Upon mitochondrial membrane depolarization, there was a general
increase in autophagy, except on young cells; combined membrane
depolarization and proteasome inhibition caused a decline in p62 in all age
groups. Catechin-induced antioxidation caused an increase in autophagy, as
p62 concentration reduced in all age groups. Proteasome inhibition together
with antioxidation caused a significant increase in autophagy on 41-yearolds.
It would be relevant to continue to pursue this area, possibly complementing
these results with further studies and more techniques. Hence, the
underlying hypothesis of this study was proved true, as p62 is a good
biomarker for autophagy monitoring on cells of different ages, upon
extracellular stress O processo de síntese proteica é propenso a erros, por isso, existe um sistema de controlo de qualidade celular preparado para detetar estes erros e degradar proteínas danificadas. Quando este sistema falha, pode haver acumulação de proteínas agregadas, que é um evento associado a doenças neurodegenerativas, que estão também associadas ao envelhecimento. Células envelhecidas têm uma capacidade reduzida de eliminar proteínas misfolded e agregadas; além disso, células em envelhecimento estão expostas a stress oxidativo cumulativo, levando a um aumento nos erros de transcrição e tradução. O proteassoma executa a maioria da degradação de proteínas intracelulares, portanto, este processo tem um papel importante na regulação do ciclo celular. A autofagia é um processo de degradação lisossomal, induzido por restrição calórica ou por stressors extracelulares, que consiste na formação de um autofagossoma que sequestra o citoplasma e o conteúdo celular a ser degradado. A proteína p62/SQSTM1 é um recetor autofágico, que se transloca e liga aos substratos de autofagia, facilitando o seu sequestro e degradação por autofagia, sendo por isso utilizada como marcador de autofagia. O objetivo desta dissertação foi entender como os insultos extracelulares (inibição do proteassoma, restrição calórica, despolarização da membrana mitocondrial, agentes antioxidantes) modulam a resposta de autofagia em fibroblastos de indivíduos de diferentes faixas etárias (21, 41, 69, e 80 anos), assim como para perceber a influencia do envelhecimento na resposta autofágica a estes mesmos distúrbios. Uma análise de western blot demonstrou que restrição calórica causou aumento de p62 nos 41 anos de idade. Despolarização da membrana mitocondrial causou um aumento da autofagia em todas as idades, exceto nos 21 anos; combinação da despolarização da membrana com inibição do proteassoma causou diminuição de p62 em todos os grupos. Na presença do antioxidante catequina, houve um aumento geral da autofagia, pois verificou-se menos concentração de p62 em todas as idades. Inibição do proteassoma juntamente com catequina causou um aumento significativo de autofagia nos 41 anos. Este é um ramo que merece mais estudos, possivelmente complementando os presentes resultados com técnicas diferentes. No entanto, a hipótese apresentada nesta dissertação foi comprovada, pois, de facto, p62 provou ser um bom biomarcador de autofagia nos fibroblastos de diferentes idades, em resposta a stresses extracelulares |
URI: | http://hdl.handle.net/10773/28146 |
Appears in Collections: | UA - Dissertações de mestrado DBio - Dissertações de mestrado |
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