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Quantitative Analysis of Autophagy using Advanced 3D Fluorescence Microscopy

Prostate cancer is the leading form of malignancies among men in the U.S. While surgery carries a significant risk of impotence and incontinence, ...

University of California, Davis 

Durante una pantalla para identificar activadores de c-Jun, aislamos una proteasa ciste&#xED;na, Supr-1, lo que indujo a c-Jun-dependiente de transcripci&#xF3;n independiente de la fosforilaci&#xF3;n de c-Jun. Supr-1 es un miembro de una nueva familia de proteasas que hidrolizan el modificador de la ubiquitina-como, SUMO-1. Supr-1 hidrolizadas SUMO-1-formas modificadas del producto la leucemia promieloc&#xED;tica gen, PML, y alteraron la distribuci&#xF3;n subcelular de la LMP en el POD nucleares (PML dominios oncog&#xE9;nicos). Supr-1 tambi&#xE9;n se altera la distribuci&#xF3;n de otros nucleares POD prote&#xED;nas asociadas, tales como la CBP y Daxx, que act&#xFA;an como reguladores transcripcionales. Supr-1 de acci&#xF3;n en la transcripci&#xF3;n fue realzada por la LMP, y Supr-1 no para activar la transcripci&#xF3;n de la LMP con deficiencia de los fibroblastos. Nuestros estudios establecen un papel importante para las proteasas SUMO en la transcripci&#xF3;n.

SUMO-1 proteasa-1 regula la transcripci&#xF3;n de genes a trav&#xE9;s de la LMP

&#x5728;&#x786E;&#x5B9A; c &#x541B;&#x6FC0;&#x6D3B;&#x5C4F;&#x5E55;&#xFF0C;&#x671F;&#x95F4;&#x6211;&#x4EEC;&#x5B64;&#x7ACB;&#x7684;&#x534A;&#x80F1;&#x6C28;&#x9178;&#x86CB;&#x767D;&#x9176;&#xFF0C;SuPr-1&#xFF0C;&#x8BF1;&#x5BFC; c &#x541B;&#x4F9D;&#x8D56;&#x6027;&#x8F6C;&#x5F55;&#x72EC;&#x7ACB;&#x4E8E; c &#x541B;&#x78F7;&#x9178;&#x5316;&#x3002;SuPr-1 &#x662F;&#x86CB;&#x767D;&#x9176;&#x7684;&#x6C34;&#x89E3;&#x6CDB;&#x7D20;&#x6837;&#x4FEE;&#x9970;&#x7B26;&#xFF0C;&#x76F8;&#x6251; 1 &#x65B0;&#x5BB6;&#x5EAD;&#x7684;&#x6210;&#x5458;&#x3002;SuPr-1 &#x6C34;&#x89E3;&#x7684;&#x65E9;&#x5E7C;&#x7C92;&#x7EC6;&#x80DE;&#x767D;&#x8840;&#x75C5;&#x57FA;&#x56E0;&#x4EA7;&#x7269;&#xFF0C;PML&#xFF0C;&#x76F8;&#x6251; 1 &#x4FEE;&#x6539;&#x7A97;&#x4F53;&#x548C;&#x6539;&#x53D8;&#x7684; PML &#x6838;&#x835A; (PML &#x7624;&#x57DF;&#xFF09; &#x4E2D;&#x7684;&#x4E9A;&#x7EC6;&#x80DE;&#x5206;&#x5E03;&#x3002;SuPr 1 &#x4E5F;&#x6539;&#x53D8;&#x4E86;&#x5176;&#x4ED6;&#x6838; POD &#x76F8;&#x5173;&#x86CB;&#x767D;&#xFF0C;&#x5982;&#x6D77;&#x5173;&#x8FB9;&#x5883;&#x4FDD;&#x62A4;&#x5C40;&#x548C; Daxx&#xFF0C;&#x5145;&#x5F53;&#x8F6C;&#x5F55;&#x8C03;&#x8282;&#x57FA;&#x56E0;&#x7684;&#x5206;&#x5E03;&#x3002;SuPr 1 &#x672A;&#x80FD;&#x6FC0;&#x6D3B; PML &#x7F3A;&#x6210;&#x7EA4;&#x7EF4;&#x7EC6;&#x80DE;&#x4E2D;&#x7684;&#x8F6C;&#x5F55;&#x5E76; PML&#xFF0C;&#x52A0;&#x5F3A;&#x5BF9;&#x8F6C;&#x5F55;&#x7684; SuPr 1 &#x884C;&#x52A8;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x7684;&#x7814;&#x7A76;&#x5EFA;&#x7ACB;&#x5728;&#x8F6C;&#x5F55;&#x4E2D;&#x7684;&#x76F8;&#x6251;&#x86CB;&#x767D;&#x9176;&#x53D1;&#x6325;&#x91CD;&#x8981;&#x4F5C;&#x7528;&#x3002;

&#x76F8;&#x6251; 1 &#x86CB;&#x767D;&#x9176;-1 &#x89C4;&#x5B9A;&#x4E86;&#x901A;&#x8FC7; PML &#x57FA;&#x56E0;&#x8F6C;&#x5F55;&#x3002;

During a screen to identify c-Jun activators, we isolated a cysteine protease, SuPr-1, that induced c-Jun-dependent transcription independently of c-Jun phosphorylation. SuPr-1 is a member of a new family of proteases that hydrolyze the ubiquitin-like modifier, SUMO-1. SuPr-1 hydrolyzed SUMO-1-modified forms of the promyelocytic leukemia gene product, PML, and altered the subcellular distribution of PML in nuclear PODs (PML oncogenic domains). SuPr-1 also altered the distribution of other nuclear POD-associated proteins, such as CBP and Daxx, that act as transcriptional regulators. SuPr-1 action on transcription was enhanced by PML, and SuPr-1 failed to activate transcription in PML-deficient fibroblasts. Our studies establish an important role for SUMO proteases in transcription.

SUMO-1 protease-1 regulates gene transcription through PML.

Au cours d&#x26;#39;un &#xE9;cran &#xE0; identifier c-Jun activateurs, nous avons isol&#xE9; une cyst&#xE9;ine prot&#xE9;ase, Supr-1, ce qui a induit de c-Jun-la transcription d&#xE9;pendante ind&#xE9;pendamment de la phosphorylation de c-Jun. Supr-1 est un membre d&#x26;#39;une nouvelle famille de prot&#xE9;ases qui hydrolysent le modificateur analogue &#xE0; l&#x26;#39;ubiquitine, SUMO-1. Supr-1 hydrolys&#xE9;es SUMO-1-formes modifi&#xE9;es du produit du g&#xE8;ne de leuc&#xE9;mie promy&#xE9;locytaire, PML, et modifi&#xE9; la distribution subcellulaire de la LEMP chez POD nucl&#xE9;aires (PML domaines oncog&#xE8;nes). Supr-1 a &#xE9;galement modifi&#xE9; la r&#xE9;partition des autres nucl&#xE9;aires POD prot&#xE9;ines associ&#xE9;es, telles que le CBP et Daxx, qui agissent comme des r&#xE9;gulateurs de la transcription. Supr-1 d&#x26;#39;action sur la transcription a &#xE9;t&#xE9; renforc&#xE9;e par la PML, et Supr-1 a &#xE9;chou&#xE9; &#xE0; activer la transcription dans la PML-d&#xE9;ficientes fibroblastes. Nos &#xE9;tudes ont &#xE9;tabli un r&#xF4;le important pour les prot&#xE9;ases SUMO dans la transcription.

SUMO-1-1 prot&#xE9;ase r&#xE9;gule la transcription de g&#xE8;nes par PML

SUMO-1-Protease-1 reguliert die Gentranskription durch PML.

Durante una schermata per identificare gli attivatori di c-Jun, abbiamo isolato una proteasi della cisteina, SuPr-1, che induce la trascrizione di c-Jun-dipendente indipendentemente dalla fosforilazione di c-Jun. SuPr-1 &egrave; un membro di una nuova famiglia di proteasi che idrolizzare il ubiquitin-like modifier, SUMO-1. SuPr-1 idrolizzato forme SUMO-1-modifica il prodotto del gene di leucemia promielocitica, PML e alterato la distribuzione sottocellulare di PML in cialda nucleare (domini oncogeni PML). SuPr-1 modificato anche la distribuzione di altri nucleare POD-associated proteins, come CBP e Daxx, che agiscono come regolatori trascrizionali. SuPr-1 azione su trascrizione fu accresciuto da PML e SuPr-1 Impossibile attivare la trascrizione in fibroblasti PML-carenti. I nostri studi stabiliscono un ruolo importante per le proteasi SUMO nella trascrizione.

SUMO-1 proteasi-1 regola la trascrizione del gene attraverso PML.

c-Jun&#x306E;&#x6D3B;&#x6027;&#x5316;&#x3092;&#x8B58;&#x5225;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306E;&#x753B;&#x9762;&#x306E;&#x9593;&#x306B;&#x3001;&#x6211;&#x3005;&#x306F;&#x72EC;&#x7ACB;&#x3057;&#x3066;c-Jun&#x306E;&#x30EA;&#x30F3;&#x9178;&#x5316;&#x304C;&#x8A98;&#x5C0E;&#x3055;&#x308C;&#x305F;c-Jun-&#x4F9D;&#x5B58;&#x6027;&#x306E;&#x8EE2;&#x5199;&#x3001;SuPr-1&#x3001;&#x30B7;&#x30B9;&#x30C6;&#x30A4;&#x30F3;&#x30D7;&#x30ED;&#x30C6;&#x30A2;&#x30FC;&#x30BC;&#x3092;&#x5358;&#x96E2;&#x3057;&#x305F;&#x3002; SuPr-1&#x306F;SUMO-1&#x3001;&#x30E6;&#x30D3;&#x30AD;&#x30C1;&#x30F3;&#x69D8;&#x4FEE;&#x98FE;&#x5B50;&#x3092;&#x52A0;&#x6C34;&#x5206;&#x89E3;&#x3059;&#x308B;&#x30D7;&#x30ED;&#x30C6;&#x30A2;&#x30FC;&#x30BC;&#x306E;&#x65B0;&#x30D5;&#x30A1;&#x30DF;&#x30EA;&#x30FC;&#x306E;&#x30E1;&#x30F3;&#x30D0;&#x30FC;&#x3067;&#x3042;&#x308B;&#x3002; SuPr-1&#x52A0;&#x6C34;&#x5206;&#x89E3;SUMO-1&#x4FEE;&#x98FE;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x524D;&#x9AA8;&#x9AC4;&#x7403;&#x6027;&#x767D;&#x8840;&#x75C5;&#x907A;&#x4F1D;&#x5B50;&#x7523;&#x7269;&#x3001;PML&#x3001;&#x5F62;&#x614B;&#x3068;&#x6838;&#x306E;POD&#xFF08;PML&#x767A;&#x764C;&#x6027;&#x30C9;&#x30E1;&#x30A4;&#x30F3;&#xFF09;&#x306B;&#x304A;&#x3051;&#x308B;PML&#x306E;&#x7D30;&#x80DE;&#x5185;&#x5206;&#x5E03;&#x3092;&#x5909;&#x5316;&#x3055;&#x305B;&#x305F;&#x3002; SuPr-1&#x306F;&#x8EE2;&#x5199;&#x8ABF;&#x7BC0;&#x56E0;&#x5B50;&#x3068;&#x3057;&#x3066;&#x4F5C;&#x7528;&#x3059;&#x308B;&#x3088;&#x3046;&#x306A;CBP&#x3068;Daxx&#x306E;&#x3088;&#x3046;&#x306A;&#x4ED6;&#x306E;&#x6838;POD&#x95A2;&#x9023;&#x30BF;&#x30F3;&#x30D1;&#x30AF;&#x8CEA;&#x3001;&#x306E;&#x5206;&#x5E03;&#x3092;&#x5909;&#x5316;&#x3055;&#x305B;&#x305F;&#x3002; SuPr-1&#x306E;&#x8EE2;&#x5199;&#x306B;&#x5BFE;&#x3059;&#x308B;&#x4F5C;&#x7528;&#x306F;PML&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x5F37;&#x5316;&#x3055;&#x308C;&#x3001;SuPr-1&#x306F;PML-&#x6B20;&#x640D;&#x7DDA;&#x7DAD;&#x82BD;&#x7D30;&#x80DE;&#x306B;&#x304A;&#x3051;&#x308B;&#x8EE2;&#x5199;&#x3092;&#x6D3B;&#x6027;&#x5316;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x5931;&#x6557;&#x3057;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x6211;&#x3005;&#x306E;&#x7814;&#x7A76;&#x306F;&#x3001;&#x8EE2;&#x5199;&#x306B;&#x304A;&#x3051;&#x308B;SUMO&#x30D7;&#x30ED;&#x30C6;&#x30A2;&#x30FC;&#x30BC;&#x306E;&#x91CD;&#x8981;&#x306A;&#x5F79;&#x5272;&#x3092;&#x78BA;&#x7ACB;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

SUMO-1&#x30D7;&#x30ED;&#x30C6;&#x30A2;&#x30FC;&#x30BC;-1&#x306F;PML&#x3092;&#x4ECB;&#x3057;&#x3066;&#x907A;&#x4F1D;&#x5B50;&#x8EE2;&#x5199;&#x3092;&#x8ABF;&#x7BC0;&#x3059;&#x308B;

&#xD654;&#xBA74; c &#xC900; &#xD65C;&#xC131; &#xC81C;&#xB97C; &#xC2DD;&#xBCC4; &#xD558;&#xB294; &#xB3D9;&#xC548; &#xC6B0;&#xB9AC;&#xB294; cysteine &#xB2E8;&#xBC31;&#xC9C8; &#xACE0;&#xB9BD; SuPr-1 c &#xC900; &#xC778; &#xC0B0;&#xD654; &#xBCC4;&#xB3C4;&#xB85C; c 6 &#xC6D4; &#xC885;&#xC18D; &#xC804;&#xC0AC;&#xB97C; &#xC720;&#xBC1C; &#xD558;&#xB294;. SuPr 1 hydrolyze &#xC720;&#xBE44;&#xD034;&#xD2F4; &#xAC19;&#xC740; &#xD55C;&#xC815;&#xC790; &#xC2A4;&#xBAA8;-1 &#xD504;&#xB85C; &#xD14C;&#xC544;&#xC758; &#xC0C8;&#xB85C;&#xC6B4; &#xAC00;&#xC871;&#xC758; &#xAD6C;&#xC131;&#xC6D0;&#xC785;&#xB2C8;&#xB2E4;. SuPr 1 &#xC2A4;&#xBAA8; 1 &#xC218;&#xC815; &#xD615;&#xD0DC;&#xC758; promyelocytic &#xBC31;&#xD608;&#xBCD1; &#xC720;&#xC804;&#xC790; &#xC81C;&#xD488;, PML, &#xBD84;&#xD574; &#xD558; &#xACE0; &#xD575; &#xD3EC;&#xB4DC; (PML &#xAE08;&#xD558;&#xB294; &#xB3C4;&#xBA54;&#xC778;)&#xC5D0;&#xC11C; PML&#xC758; subcellular &#xBC30;&#xD3EC; &#xBCC0;&#xACBD;. SuPr 1 &#xB610;&#xD55C; &#xB2E4;&#xB978; &#xD575; &#xD3EC;&#xB4DC; &#xAD00;&#xB828; &#xB2E8;&#xBC31;&#xC9C8;, CBP Daxx, &#xB4F1; transcriptional &#xB808; &#xADE4; &#xB808;&#xC774; &#xD130;&#xB85C; &#xB3D9;&#xC791; &#xD558;&#xB294; &#xBA54;&#xC77C;&#xC744; &#xBCC0;&#xACBD;. SuPr 1 &#xC561;&#xC158; &#xC804;&#xC0AC;&#xC5D0;&#xB294; PML, &#xD5A5;&#xC0C1; &#xD558; &#xACE0; SuPr 1 PML &#xBD88;&#xCDA9;&#xBD84; &#xD55C; &#xC12C;&#xC720; &#xC544; &#xC138;&#xD3EC;&#xC5D0;&#xC11C;&#xC758; &#xC804;&#xC0AC;&#xB97C; &#xD65C;&#xC131;&#xD654; &#xD558;&#xC9C0; &#xBABB;&#xD588;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC6B0;&#xB9AC;&#xC758; &#xC5F0;&#xAD6C;&#xB294; &#xC804;&#xC0AC;&#xC5D0; &#xC2A4;&#xBAA8; &#xD504;&#xB85C; &#xD14C;&#xC544; &#xC81C;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xC911;&#xC694; &#xD55C; &#xC5ED;&#xD560;&#xC744; &#xC124;&#xC815;&#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;.

&#xC2A4;&#xBAA8;-1 &#xB2E8;&#xBC31;&#xC9C8; 1 PML &#xD1B5;&#xD574; &#xC720;&#xC804;&#xC790; &#xC804;&#xC0AC; &#xC870;&#xC808;.

The promyelocytic leukemia (PML) gene, a tumor suppressor inactivated in acute promyelocytic leukemia (APL), regulates apoptosis induced by DNA damage. However, the molecular mechanisms by which PML modulates apoptosis following genotoxic stress are only partially elucidated. PML is essential for p53-dependent induction of programmed cell death upon gamma-irradiation through PML-nuclear body (NB)-mediated control of p53 acetylation. Here, we show that PML selectively regulates proapoptotic transcription factors upon different types of DNA damage. We find that Pml inactivation protects fibroblasts from UV-induced apoptosis in a p53-independent manner. We demonstrate that c-Jun is required for UV-induced apoptosis and that PML is essential for both c-Jun transcriptional activation and DNA binding upon UV radiation. We find that PML physically interacts with c-Jun and that upon UV radiation the PML-NBs reorganize into novel nuclear microspeckled structures (UV-NBs), where PML and c-Jun dynamically accumulate. These data identify a novel PML-dependent pathway for c-Jun transcriptional activation and induction of apoptosis in response to DNA damage and shed new light on the role of PML in tumor suppression.

The promyelocytic leukemia protein PML regulates c-Jun function in response to DNA damage.

Le g&egrave;ne de (PML) la leuc&eacute;mie promy&eacute;locytaire, un suppresseur de tumeur inactiv&eacute; dans la leuc&eacute;mie aigu&euml; promy&eacute;locytaire (APL), r&eacute;glemente l&#39;apoptose induite par les dommages &agrave; l&#39;ADN. Cependant, les m&eacute;canismes mol&eacute;culaires par lequel PML module apoptose apr&egrave;s un stress g&eacute;notoxiques sont seulement partiellement &eacute;lucid&eacute;es. PML est essentiel pour l&#39;induction de p53 d&eacute;pendant de mort cellulaire programm&eacute;e apr&egrave;s une irradiation gamma &agrave; travers le corps PML-nucl&eacute;aire (NB)-m&eacute;diation contr&ocirc;le d&#39;ac&eacute;tylation de p53. Ici, nous montrons que la PML r&eacute;gule s&eacute;lectivement pro-apoptotique des facteurs de transcription sur diff&eacute;rents types de dommages &agrave; l&#39;ADN. Nous trouvons que Pml inactivation prot&egrave;ge les fibroblastes de l&#39;apoptose induite par l&#39;UV d&#39;une fa&ccedil;on ind&eacute;pendante de p53. Nous d&eacute;montrons que c-Jun est requise pour l&#39;apoptose induite par les UV et que PML est indispensable pour l&#39;activation transcriptionnelle de c-Jun et liaison de l&#39;ADN sur le rayonnement UV. Nous trouvons que PML interagit physiquement avec c-Jun et que sur le rayonnement UV le PML-NBs r&eacute;organiser en microspeckled nucl&eacute;aires nouvelles structures (UV-NBs), o&ugrave; accumulent dynamiquement le PML et c-Jun. Ces donn&eacute;es identifient une nouvelle voie de PML-d&eacute;pendant pour l&#39;activation de la transcription c-Jun et induction de l&#39;apoptose en r&eacute;ponse aux dommages &agrave; l&#39;ADN et de jeter un nouvel &eacute;clairage sur le r&ocirc;le du PML en suppression tumorale.

La prot&eacute;ine de la leuc&eacute;mie promy&eacute;locytaire PML r&eacute;gule la fonction c-Jun en r&eacute;ponse aux dommages d&#39;ADN.

Il gene (PML) leucemia promielocitica, un soppressore tumorale inattivato nella leucemia promielocitica acuta (APL), regola l&#39;apoptosi indotta da danni al DNA. Tuttavia, i meccanismi molecolari che PML modula apoptosi in seguito a stress genotossici sono solo parzialmente chiariti. PML &egrave; essenziale per l&#39;induzione di p53-dipendente di morte cellulare programmata su gamma-irradiazione attraverso il corpo PML-nucleare (NB)-controllo di p53 acetilazione mediato. Qui, ci mostra che PML regola selettivamente Miselli fattori di trascrizione su diversi tipi di danni del DNA. Troviamo che Pml inattivazione protegge fibroblasti dall&#39;apoptosi indotta da UV in modo indipendente dalla p53. Dimostriamo che c-Jun &egrave; necessaria per apoptosi indotta da UV e quello PML &egrave; essenziale sia per attivazione trascrizionale di c-Jun e DNA vincolante radiazioni UV. Troviamo che PML interagisce fisicamente con c-Jun e che sulla radiazione UV il PML-NBs riorganizzare in strutture romanzo microspeckled nucleari (UV-NBs), dove PML e c-Jun accumulare in modo dinamico. Questi dati identificano una romanzo via PML-dipendente per attivazione trascrizionale di c-Jun e induzione di apoptosi in risposta a danni al DNA e gettano nuova luce sul ruolo di PML nella soppressione del tumore.

Chun A. Changou

Department of Biochemistry and Molecular Medicine,
NSF Center for Biophotonics Science & Technology

University of California, Davis

Quantitative Analysis of Autophagy using Advanced 3D Fluorescence Microscopy

Chun A. Changou

.css-o250i3{font-size:18px;font-family:Open Sans,sans-serif;line-height:21.6px;}Department of Biochemistry and Molecular Medicine,NSF Center for Biophotonics Science & Technology

University of California, Davis

Quantitative Analysis of Autophagy using Advanced 3D Fluorescence Microscopy

Department of Biochemistry and Molecular Medicine,
NSF Center for Biophotonics Science & Technology