Quantifizierung des gewebespezifischen proteostatischen Rückgangs bei Caenorhabditis elegans

Die Fähigkeit, die richtige Funktion und Faltung des Proteoms (Proteinhomöostase) aufrechtzuerhalten, nimmt während des normalen Alterns ab, was das Auftreten einer wachsenden Anzahl altersbedingter Krankheiten erleichtert. Zum Beispiel sind Proteine mit Polyglutamin-Expansionen anfällig für Aggregation, wie das Huntingtin-Protein und der gleichzeitige Ausbruch der Huntington-Krankheit zeigen. Die altersbedingte Verschlechterung des Proteoms wurde umfassend durch die Verwendung von transgenen Caenorhabditis elegans untersucht, die PolyQ-Wiederholungen exprimieren, die mit einem gelb fluoreszierenden Protein (YFP) verschmolzen sind. Dieses transgene PolyQ::YFP-Tiermodell ermöglicht die direkte Quantifizierung des altersbedingten Rückgangs des Proteoms durch Abbildung der fortschreitenden Bildung von Fluoreszenzherden (d.h. Proteinaggregaten) und des anschließenden Auftretens von Fortbewegungsdefekten, die sich als Folge des Zusammenbruchs des Proteoms entwickeln. Darüber hinaus kann die Expression des polyQ::YFP-Transgens durch gewebespezifische Promotoren gesteuert werden, was die Beurteilung der Proteostase über Gewebe hinweg im Kontext eines intakten mehrzelligen Organismus ermöglicht. Dieses Modell ist für die genetische Analyse sehr gut geeignet und bietet somit einen Ansatz zur Quantifizierung des Alterns, der die Lebensdauerassays ergänzt. Wir beschreiben, wie die Bildung von PolyQ::YFP-Herden in Neuronen oder Körperwandmuskeln während des Alterns und das anschließende Auftreten von Verhaltensdefekten genau gemessen werden kann. Als nächstes zeigen wir auf, wie diese Ansätze für einen höheren Durchsatz und mögliche zukünftige Anwendungen mit anderen aufkommenden Strategien für die genetische Analyse von C. elegans angepasst werden können.