Guardians of Disorder
Beschermers van de wanorde
Intrinsiek ongestructureerde eiwitten (IDPs) zijn belangrijk voor cellulaire organisatie door hun vermogen tot fasescheiding, maar hun aggregatie-neiging vormt een uitdaging voor eiwitkwaliteitscontrole (PQC). Het kernporiecomplex (NPC), dat selectief transport tussen de celkern en het cytoplasma reguleert, is hiervan een voorbeeld. De NPC permeabiliteitsbarrière bestaat uit intrinsiek ongestructureerde fenylalanine–glycine nucleoporins (FG-Nups), die dynamisch en functioneel moeten blijven. Omdat FG-Nups biofysische eigenschappen delen met ziekte-geassocieerde IDP’s, is het mogelijk dat vergelijkbare PQC-mechanismen zowel fysiologisch als pathologisch fasegedrag reguleren. In dit proefschrift onderzochten wij hoe moleculaire chaperonnes FG-Nups reguleren.
Met biochemische en celgebaseerde assays tonen we in dit onderzoek van Tessa Bergsma aan dat de chaperonne DNAJB6 direct interageert met FG-Nups, hun oplosbaarheid waarborgt en aggregatie onderdrukt, zowel in vitro als in cellen. Deze chaperonne-functie is belangrijk voor het assembleren van nieuwe NPC’s tijdens interfase.
Daarnaast ontwikkelden wij PhaseMetrics, een semi-geautomatiseerde analysetool voor het kwantificeren van condensaat-eigenschappen in microscopische afbeeldingen. Deze methode detecteert veranderingen in FG-Nup-condensaten en maakt variabiliteit binnen condensaatpopulaties en subtiele veranderingen in individuele condensaten zichtbaar.
Tot slot tonen we dat meerdere J-domein-eiwitten, waaronder DNAJB6, met meerdere FG-Nups interageren en hun aggregatie vertragen. Voor DNAJB6 is deze activiteit gecodeerd in een intrinsiek ongestructureerd domein dat sterk geconserveerd is in de evolutie. DNAJB6 vormt gelachtige-structuren en we stellen voor dat in deze chaperonne-condensaten stabiele homotypische FG-Nup-interacties worden voorkomen en dynamische, multivalente heterotypische chaperonne:FG-Nup-interacties worden bevorderd, waardoor ongewenste FG-Nup-faseovergangen worden voorkomen.