Met1-ubiquitination determines inflammatory signalling in Drosophila melanogaster

Det medfödda immunsvaret är en omedelbar immunrespons som förmedlas av värdorganismen för att bekämpa skadliga stimuli, såsom patogener, skadade eller och andra irriterande molekyler. Immunresponsen aktiveras när receptorer på immunceller påträffar patogenassocierade molekylära mönster eller stress-/skadeassocierade molekylära mönster och svarar på dessa påfrestningar genom att aktivera snabb transkription av inflammatoriska cytokiner och kemokiner. Vid receptorstimulering aktiveras NF-κB-signaleringsräckan, som leder till aktivering av transkriptionsfaktorn NF-κB. Under basala förhållanden är dessa signaleringsräckor hämmade eftersom överaktiv NF-κB associeras med kronisk inflammation och gynnar uppkomst av tumörer. Post-translationella modifieringar, såsom ubikvitinering, har en nyckelroll i regleringen av den inflammatoriska NF-κB-signaleringen. I min avhandling är mitt huvudmål att förbättra vår förståelse av ubikvitin-medierad reglering av NF-κB, med ett specifikt fokus på Met1-ubikvitinering. Met1-kopplade ubikvitinkedjor fungerar som en rekryterings-plattform för andra NF-κB-signalförmedlare och har därmed en essentiell funktion i NF-κB-signaleringen.
För att vidare studera betydelsen av Met1-ubikvitinering i NF-κB-signaleringen, har vi utnyttjat de mycket effektiva och välbevarade NF-κB-signaleringsräckorna hos bananflugan, Drosophila melanogaster. Genom att använda bananflugan som modellorganism, har vi funnit att E3-ligaset LUBEL syntetiserar Met1-kopplade polyubikvitinkedjor i bananflugan vid bakteriell infektion. Dessutom har vi identifierat bananflugans IκB kinas γ (IKKγ), ett känt substrat för Met1-ubikvitinering i däggdjur, som substrat för Met1-ubikvitinering. Detta antyder att de molekylära mekanismerna, som reglerar NF-κB aktivering vid patogen invasion, är välbevarade. Vi har även funnit att LUBEL är viktigt för lokalt immunsvar i tarmepitelet. Met1-Ub-kedjebildning induceras också av steril stress, som hypoxiska förhållanden, oxidativ stress, svält och mekanisk stress. Vid steril inflammation krävs Met1-ubikvitinkedjor för överlevnad och denna skyddande effekt drivs av stressinducerad aktivering av NF-κB-signaleringen på ett receptoroberoende sätt. Vi har också funnit att den stressinducerade uppregleringen av Met1-Ub-kedjor induceras vid hypoxiska förhållanden, oxidativ och mekanisk stress i däggdjursceller och att kedjorna skyddar mot stressinducerad celldöd. Dessutom har vi optimerat en modell för att inducera och utforska förorsakare av tarminflammation hos bananflugan. Den optimerade tarminflammations-modellen har vi vidare utnyttjat för att studera de antiinflammatoriska egenskaperna av stilbenoidföreningar in vivo i bananflugan. Samman-fattningsvis har ovannämnda studier belyst den praktiska nyttan med att studera regleringen av inflammatorisk signalering, som respons på ett brett spektrum av skadliga stressförhållanden, i bananflugan och försett oss med nya verktyg för att manipulera och reglera inflammatorisk signalering.