Dismantling of the Components of the Nuclear Pore Comlex during Apoptosis
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Die Behandlung von HeLa 229-Zellen mit TRAIL oder Etoposid führte zu einer charakteristischen apoptotischen Morphologie, zur proteolytischen Aktivierung der Exekutionscaspasen 3 und 7 sowie zu oligonukleosomaler DNA Fragmentierung. Diese Apoptose-spezifische Veränderungen wurden durch den Pancaspasen- Inhibitor z-VAD-fmk gehemmt. Allerdings verlief die Apoptose nach Etoposid- Behandlung viel langsamer als nach Stimulation mit TRAIL. Durch Synchronisierung der Zellen mittels eines doppelten Thymidin-Blocks konnte eine Population in der S-phase des Zellzyklus erhalten werden, die nach DNA-Schaden annähernd synchron und in kurzer Zeit die Apoptose durchlief. Dies ermöglichte einen direkteren Vergleich der Etoposid- und der TRAIL-induzierten Apoptose in Bezug auf den Abbau der Kernpore. Während der Etoposid-induzierten Apoptose in synchronisierten HeLa-Zellen konnten Chromatinkondensation, proteolytische Aktivierung der Exekutionscaspasen 3 und 7, oligonukleosomale DNA Fragmentierung, Cytochrom C Freisetzung und mitochondriale Bax-Translokation beobachtet werden. Weiterhin wurden diese Apoptose-Endpunkte nicht von der Synchronisation per se beeinflusst. Ein konstanter Set von Nukleoporinen, darunter die peripheren Proteine Nup153, RanBP2, Nup214/CAN und Nup50 sowie die Subkomplex-Nukleoporine Nup96 und Nup93 wurden sowohl in der TRAIL als auch in der Etoposid-induzierten Apoptose gespalten. Die Proteolyse war abhängig von Caspasen, da z-VAD-fmk die Nukleoporinspaltung sowohl in der rezeptorvermittelten als auch in der DNA Schaden-induzierten Apoptose unterdrückte. Die Spaltung der Kernporenproteine erfolgte parallel zur Proteolyse von bekannten Caspasesubstraten wie Lamin B und PARP. Allerdings scheint PARP im Etoposid-Modell durch caspaseunabhängige Mechanismen prozessiert zu werden. Zwischen den beiden untersuchten Apoptosemodellen bestanden eine Reihe von Gemeinsamkeiten bezüglich der Reihenfolge der Nukleoporindegradation. Nup93 und Nup96 wurden früh, Tpr und Nup153 wurden gleichzeitig und Nup214/CAN wurde in beiden Apoptosemodellen spät gespalten. Wenn die Apoptose an der Plasmamembran ausgelöst wurde war die Reihenfolge der Spaltung die folgende: Nup93 und Nup96 - Nup153, Tpr und RanBP2 - Nup214/CAN und Nup50. Wurde die Apoptose im Kern induziert ergab sich die folgende Sequenz: Nup93, Nup96, Nup153 und Tpr - RanBP2 und Nup50 - Nup214/CAN.
Zusammenfassung in einer weiteren Sprache
In HeLa 229 cells, exposure to TRAIL and etoposide resulted in characteristic apoptotic morphology, proteolytic activation of execution caspase-3 and-7 and oligonucleosomal DNA fragmentation. In the presence of the pan-caspase inhibitor z- VAD-fmk, apoptotic changes were inhibited. However, the rate of etoposide-induced apoptosis was much slower compared to receptor-mediated apoptosis. Cell synchronisation via the double thymidine block yielded a S-phase population of cells that underwent apoptosis upon DNA damage almost simultaneously and in a short time period and thereby enabled a more direct comparison between etoposide and TRAIL-induced apoptosis with regards to nuclear pore disassembly. Etoposide-induced apoptosis in synchronised HeLa cells was accompanied by chromatin condensation, proteolytic activation of execution caspase-3 and 7, oligonucleosomal DNA fragmentation, cytochrome c release and Bax translocation. Furthermore, these apoptotic endpoints were not influenced by the synchronisation procedure per se. A common set of nucleoporins which include the peripheral proteins Nup153, RanBP2, CAN/Nup214 and Nup50 and the sub-complex nuclear pore proteins Nup96 and Nup93 were cleaved in both TRAIL and etoposide-induced apoptosis. This proteolytic process occurred in a caspase-dependent manner, since z-VAD-fmk abolished cleavage of nucleoporins in both receptor-mediated and DNA damage mediated apoptosis. Furthermore, the cleavage of nuclear pore proteins was accompanied by the proteolysis of known caspase substrates namely Lamin B and PARP. However, PARP cleavage in the etoposide model appears to occur via a caspase independent mechanism. A number of common features regarding sequential degradation of the nuclear pore were observed in both apoptotic models. Nup93 and Nup96 were cleaved early, Tpr and Nup153 were cleaved concomitantly and CAN/Nup214 was cleaved late in both apoptotic models. When apoptosis was initiated at the plasma membrane, the order of cleavage was Nup93 and Nup96: Nup153, Tpr and RanBP2: NUP214 and Nup50. Apoptosis triggered at the nucleus resulted in the following sequence, Nup93, Nup96, Nup153, Tpr: RanBP2 and Nup50: NUP214.
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ISO 690
PATRE, Monika, 2004. Dismantling of the Components of the Nuclear Pore Comlex during Apoptosis [Dissertation]. Konstanz: University of KonstanzBibTex
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