Stress granules, RNA-binding proteins and polyglutamine diseases: too much aggregation?

Stress granules (SGs) are membraneless cell compartments formed in response to different stress stimuli, wherein translation factors, mRNAs, RNA-binding proteins (RBPs) and other proteins coalesce together. SGs assembly is crucial for cell survival, since SGs are implicated in the regulation of translation, mRNA storage and stabilization and cell signalling, during stress. One defining feature of SGs is their dynamism, as they are quickly assembled upon stress and then rapidly dispersed after the stress source is no longer present. Recently, SGs dynamics, their components and their functions have begun to be studied in the context of human diseases. Interestingly, the regulated protein self-assembly that mediates SG formation contrasts with the pathological protein aggregation that is a feature of several neurodegenerative diseases. In particular, aberrant protein coalescence is a key feature of polyglutamine (PolyQ) diseases, a group of nine disorders that are caused by an abnormal expansion of PolyQ tract-bearing proteins, which increases the propensity of those proteins to aggregate. Available data concerning the abnormal properties of the mutant PolyQ disease-causing proteins and their involvement in stress response dysregulation strongly suggests an important role for SGs in the pathogenesis of PolyQ disorders. This review aims at discussing the evidence supporting the existence of a link between SGs functionality and PolyQ disorders, by focusing on the biology of SGs and on the way it can be altered in a PolyQ disease context.ALG-01-0145-FEDER-29480, SFRH/BD/133192/2017, SFRH/BD/133192/2017, SFRH/BD/148533/2019info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Entwicklung neuer Prozeduren zur Elementbestimmung und Speziation in Vanadium Redox Flow Batterien

Die Vanadium Redox Flow Batterie (VRFB) hat ein großes Potenzial als kommerzielles elektrochemisches Energiespeichersystem eingesetzt zu werden, aufgrund von ausge-zeichneten Eigenschaften wie zum Beispiel einer langen Lebensdauer sowie einer theo-retisch unendlich hohen Kapazität. Die am meiste verwendete Membran in VRFB ist Nafion™ (DuPont), welche neben mehreren positiven Eigenschaften wie einer guten chemischen und mechanischen Stabilität auch eine sehr schlechte Ionenselektivität be-sitzt. Aufgrund dieser schlechten Ionenselektivität werden nicht nur Protonen, sondern auch Vanadium-Ionen durch die Nafion Membran transportiert. Die Folgen dieses Pro-zesses, auch Crossover genannt, sind in der Regel über mehrere Lade-Entlade-Zyklen eine Zunahme der Vanadium-Menge im Positiven Elektrolyten (PE), eine Volumenzu-nahme des PE, die Selbstentladung der Batterie sowie schlussendlich die Abnahme der Kapazität. Die genauen Transportprozesse von Vanadium-Ionen durch die Membran sind noch nicht verstanden. Dies wird unterstrichen durch die publizierten Diffusions-koeffizienten der Vanadium-Spezies. Zum Beispiel befinden sich die veröffentlichten Diffusionskoeffizienten von VII zwischen 3,13 · 10-12 m2s-1 und 9,44 · 10-12 m2s-1. Für ein besseres Verständnis der Transportvorgänge in der Membran einer VRFB, fokussiert sich unsere Arbeit auf die Entwicklung neuer Prozeduren für die Elementbestimmung und Speziation von Vanadium in VRFB mittels Photometrie und Labor-Röntgen-Nah-kanten-Absorptions-Spektroskopie (XANES). In der folgenden Arbeit wird gezeigt, dass Nafion™ 117 bei 18 °C 22,89 ± 0,58 % Wasser aufnimmt und nach einer Konditi-onierung in einem Vanadium-Elektrolyten die wässrige Phase des Nafion™ eine Vana-dium-Konzentration von 1,029 ± 0,024 mol kg-1 aufweist. Der Gehalt auf die hydrierte Membran bezogen beträgt 0,192 ± 0,004 mol kg-1, welcher λ = n(V)/n(SO3) = 0,211 ± 0,005 entspricht. Zusätzlich wird gezeigt, dass sich sowohl die Photometrie als auch die Labor-XANES zur direkten Speziation von Vanadium in Nafion™ eignen