Studying a katanin-like protein as a potential sensor of tubulin glutamylation in a cell

Abstract

1 Abstrakt Primární řasinky jsou tenké organely na povrchu savčích buněk, které plní signální a senzorické funkce. Kostra tohoto organelu založená na mikrotubulech, které tvoří axonemu, se svou organizací liší od kanonické axonemy pohyblivých řasinek. V současnosti neexistují široce použitelné geneticky kódované markery axonemy primární řasinky, a přesto jsou nezbytné pro pochopení jejich formování. V naší laboratoři byl dříve identifikován katanin-like protein postrádající katalytickou AAA-ATPázovou doménu, který se vysoce specificky lokalizuje v primárních řasinkách buněk linie RPE-1. Naznačovalo se, že profil jeho lokalizace odráží glutamylaci tubulinu, která je u těchto buněk omezena právě na axonemu primární řasinky. Cílem tohoto projektu bylo vyhodnotit vztah mezi glutamylací tubulinu a katanin-like proteinem. Pomocí kvantitativních experimentů imunofluorescence jsem pozorovala, že distribuce tohoto proteinu podél řasenek koreluje s úrovní tubulinové glutamylace. Navíc změny glutamylace tubulinu vyvolané deplecí příslušné glutamylázy doprovázely obdobné změny v lokalizaci katanin-like proteinu, zatímco deplece tohoto proteinu neměla žádný vliv na samotnou glutamylaci. Z toho jsem usoudila, že katanin-podobný protein může sloužit jako geneticky kódovaný senzor tubulinové glutamylace.

1 Abstract Primary cilia are thin organelles on the cell surface of mammalian cells with signalling and sensory functions. The microtubule-based skeleton of the organelle, the axoneme, differs in its arrangement from the canonical axoneme of the motile cilia. Currently, there are no widely used genetically encoded markers of the primary cilium axoneme; yet these are essential for understanding its formation. Our laboratory previously identified a katanin-like protein lacking the catalytic AAA-ATPase domain, which localizes with a high specificity to the primary cilium of RPE-1 cells. There were indications that the localization profile of the protein reflected tubulin glutamylation, which is in these cells confined to the primary cilium axoneme. The aim of this project was to assess the relation between tubulin glutamylation and the katanin-like protein. Performing quantitative immunofluorescence experiments I observed that the protein distribution along the cilium correlated well with tubulin glutamylation. Moreover, changes to tubulin glutamylation caused by depletion of a glutamylase were mirrored by changes to the localization of the katanin-like protein, while depletion of the protein had no effect on glutamylation. Hence, I concluded that the katanin-like protein can serve as a genetically encoded...