Estudio del papel protector de DNJ-27/ERdj5 en modelos de enfermedades neurodegenerativas en Caenorhabditis elegans

El mantenimiento de la homeostasis de proteínas es crítico para la supervivencia de cualquier organismo y su desregulación ha sido asociada con el desarrollo y la progresión de muchas enfermedades en humanos. Por todo ello, las células han desarrollado mecanismos de control para asegurar la proteostasis en todos los compartimentos celulares. En este contexto, el retículo endoplasmático juega un papel fundamental en el correcto plegamiento y en la degradación de las proteínas de la ruta secretora. Durante este trabajo, se describe el papel protector del gen dnj-27 de Caenorhabditis elegans en diferentes modelos de enfermedades neurodegenerativas desarrollados en este nematodo. dnj-27 es el ortólogo del gen ERdj5 de mamífero, que codifica para un miembro de la familia de las tiorredoxinas residente del retículo e involucrado en la reducción de puentes disulfuro de proteínas mal plegadas durante la degradación asociada al retículo endoplasmático. Se demuestra en esta tesis que DNJ-27 también se localiza en el lumen del retículo y que su expresión se induce cuando se activa la respuesta al estrés por proteínas mal plegadas del retículo por la ruta IRE-1/XBP-1, lo que sugiere que la función de dnj-27/ERdj5 está conservada a lo largo de la evolución. Niveles reducidos de DNJ-27 aumentan la agregación y los defectos de movilidad de nematodos que expresan los péptidos ß-amiloide humanos, α-sinucleína humana y péptidos de poliglutamina asociados a las enfermedades de Alzheimer, Parkinson y de poliglutamina. Por el contrario, la sobrexpresión de DNJ-27 mejora estos fenotipos, efecto que también se mantiene al sobrexpresar la proteína humana ERdj5. Por último, nuestros resultados apuntan a la implicación de varios orgánulos en esta protección, ya que el silenciamiento de dnj-27 lleva al aumento de la degradación de proteínas en el citoplasma y a la fragmentación de la mitocondria.Peer Reviewe

Estudio del papel protector de DNJ-27-ERdj5 en modelos de enfermedades neurodegenerativas en "Caenorhabditis elegans"

Programa de doctorado en Investigación Biomédica (Convalidado)El mantenimiento de la homeostasis de proteínas es crítico para la supervivencia de cualquier organismo y su desregulación ha sido asociada con el desarrollo y la progresión de muchas enfermedades en humanos. Por todo ello, las células han desarrollado mecanismos de control para asegurar la proteostasis en todos los compartimentos celulares. En este contexto, el retículo endoplasmático juega un papel fundamental en el correcto plegamiento y en la degradación de las proteínas de la ruta secretora. Durante este trabajo, se describe el papel protector del gen dnj-27 de Caenorhabditis elegans en diferentes modelos de enfermedades neurodegenerativas desarrollados en este nematodo. dnj-27 es el ortólogo del gen ERdj5 de mamífero, que codifica para un miembro de la familia de las tiorredoxinas residente del retículo e involucrado en la reducción de puentes disulfuro de proteínas mal plegadas durante la degradación asociada al retículo endoplasmático. Se demuestra en esta tesis que DNJ-27 también se localiza en el lumen del retículo y que su expresión se induce cuando se activa la respuesta al estrés por proteínas mal plegadas del retículo por la ruta IRE-1/XBP-1, lo que sugiere que la función de dnj-27/ERdj5 está conservada a lo largo de la evolución. Niveles reducidos de DNJ-27 aumentan la agregación y los defectos de movilidad de nematodos que expresan los péptidos ß-amiloide humanos, ¿-sinucleína humana y péptidos de poliglutamina asociados a las enfermedades de Alzheimer, Parkinson y de poliglutamina. Por el contrario, la sobrexpresión de DNJ-27 mejora estos fenotipos, efecto que también se mantiene al sobrexpresar la proteína humana ERdj5. Por último, nuestros resultados apuntan a la implicación de varios orgánulos en esta protección, ya que el silenciamiento de dnj-27 lleva al aumento de la degradación de proteínas en el citoplasma y a la fragmentación de la mitocondria.Universidad Pablo de Olavide. Departamento de Fisiología, Anatomía y Biología CelularCentro Andaluz de Biología del Desarroll

Loss of glutathione redox homeostasis impairs proteostasis by inhibiting autophagy-dependent protein degradation

In the presence of aggregation-prone proteins, the cytosol and endoplasmic reticulum (ER) undergo a dramatic shift in their respective redox status, with the cytosol becoming more oxidized and the ER more reducing. However, whether and how changes in the cellular redox status may affect protein aggregation is unknown. Here, we show that C. elegans loss-of-function mutants for the glutathione reductase gsr-1 gene enhance the deleterious phenotypes of heterologous human, as well as endogenous worm aggregation-prone proteins. These effects are phenocopied by the GSH-depleting agent diethyl maleate. Additionally, gsr-1 mutants abolish the nuclear translocation of HLH-30/TFEB transcription factor, a key inducer of autophagy, and strongly impair the degradation of the autophagy substrate p62/SQST-1::GFP, revealing glutathione reductase may have a role in the clearance of protein aggregates by autophagy. Blocking autophagy in gsr-1 worms expressing aggregation-prone proteins results in strong synthetic developmental phenotypes and lethality, supporting the physiological importance of glutathione reductase in the regulation of misfolded protein clearance. Furthermore, impairing redox homeostasis in both yeast and mammalian cells induces toxicity phenotypes associated with protein aggregation. Together, our data reveal that glutathione redox homeostasis may be central to proteostasis maintenance through autophagy regulation.Ministerio de Economía y Competitividad BFU2016–78265-P, BFU2016– 79313-P, MDM-2016–0687, BFU2015–64408-PInstituto de Salud Carlos III PI11/ 00072, CPII16/00004, PI14/00949, PI17/0001

Protective role of DNJ-27/ERdj5 in Caenorhabditis elegans models of human neurodegenerative diseases

Aims: Cells have developed quality control systems for protection against proteotoxicity. Misfolded and aggregation-prone proteins, which are behind the initiation and progression of many neurodegenerative diseases (ND), are known to challenge the proteostasis network of the cells. We aimed to explore the role of DNJ-27/ERdj5, an endoplasmic reticulum (ER)-resident thioredoxin protein required as a disulfide reductase for the degradation of misfolded proteins, in well-established Caenorhabditis elegans models of Alzheimer, Parkinson and Huntington diseases. Results: We demonstrate that DNJ-27 is an ER luminal protein and that its expression is induced upon ER stress via IRE-1/XBP-1. When dnj-27 expression is downregulated by RNA interference we find an increase in the aggregation and associated pathological phenotypes (paralysis and motility impairment) caused by human β-amyloid peptide (Aβ), α-synuclein (α-syn) and polyglutamine (polyQ) proteins. In turn, DNJ-27 overexpression ameliorates these deleterious phenotypes. Surprisingly, despite being an ER-resident protein, we show that dnj-27 downregulation alters cytoplasmic protein homeostasis and causes mitochondrial fragmentation. We further demonstrate that DNJ-27 overexpression substantially protects against the mitochondrial fragmentation caused by human Aβ and α-syn peptides in these worm models. Innovation: We identify C. elegans dnj-27 as a novel protective gene for the toxicity associated with the expression of human Aβ, α-syn and polyQ proteins, implying a protective role of ERdj5 in Alzheimer, Parkinson and Huntington diseases. Conclusion: Our data support a scenario where the levels of DNJ-27/ERdj5 in the ER impact cytoplasmic protein homeostasis and the integrity of the mitochondrial network which might underlie its protective effects in models of proteotoxicity associated to human ND

Loss of glutathione redox homeostasis impairs proteostasis by inhibiting autophagy-dependent protein degradation

In the presence of aggregation-prone proteins, the cytosol and endoplasmic reticulum (ER) undergo a dramatic shift in their respective redox status, with the cytosol becoming more oxidized and the ER more reducing. However, whether and how changes in the cellular redox status may affect protein aggregation is unknown. Here, we show that C. elegans loss-of-function mutants for the glutathione reductase gsr-1 gene enhance the deleterious phenotypes of heterologous human, as well as endogenous worm aggregation-prone proteins. These effects are phenocopied by the GSH-depleting agent diethyl maleate. Additionally, gsr-1 mutants abolish the nuclear translocation of HLH-30/TFEB transcription factor, a key inducer of autophagy, and strongly impair the degradation of the autophagy substrate p62/SQST-1::GFP, revealing glutathione reductase may have a role in the clearance of protein aggregates by autophagy. Blocking autophagy in gsr-1 worms expressing aggregation-prone proteins results in strong synthetic developmental phenotypes and lethality, supporting the physiological importance of glutathione reductase in the regulation of misfolded protein clearance. Furthermore, impairing redox homeostasis in both yeast and mammalian cells induces toxicity phenotypes associated with protein aggregation. Together, our data reveal that glutathione redox homeostasis may be central to proteostasis maintenance through autophagy regulation.. The Spanish Ministry of Economy and Competitiveness supported EF-S and VG (BFU2016–78265-P), PA (BFU2016– 79313-P and MDM-2016–0687), and AM-V (BFU2015–64408-P). AM-V was also supported by the Instituto de Salud Carlos III (PI11/ 00072) and RPV-M (CPII16/00004, PI14/00949 and PI17/00011). All projects were cofinanced by the Fondo Social Europeo (FEDER). AM-V is a member of the GENIE and EU-ROS Cost Actions of the European Union and RPV-M is a Marie Curie Fellow (CIG322034, EU)

Villasviejas del Tamuja (Botija, Cáceres). Desvelamiento del paisaje urbano de un Castro de la Edad del Hierro

Editor: Victorino Mayoral Herrera.El objetivo de la presente monografía es dar a conocer a la comunidad científica y al conjunto de la ciudadanía, los resultados de las últimas investigaciones desarrolladas en el castro de Villasviejas del Tamuja (Botija, provincia de Cáceres). Se reúnen en ella las aportaciones de un amplio grupo de profesionales que han trabajado de manera coordinada durante tres años en este sitio arqueológico emblemático de la Protohistoria peninsular. Se trata, no obstante, del fruto de una colaboración científica mucho más larga, cuyos ejes temáticos responden a dos grandes líneas de investigación potenciadas desde el Instituto de Arqueología-Mérida (Consejo Superior de Investigaciones Científicas/Junta de Extremadura, IAM en lo sucesivo). Por un lado, el estudio de las comunidades de la Segunda Edad del Hierro y el impacto provocado por la conquista romana, con un especial énfasis en su dimensión territorial y socioeconómica. Por otro, la experimentación y aplicación de los métodos no destructivos en Arqueología, como una vía para obtener un conocimiento extensivo de las transformaciones en paisajes y asentamientos a través del tiempo.Esta monografía ha sido realizada dentro del proyecto de investigación Desarrollo de métodos de mínima invasión para la revalorización socio-cultural de zonas arqueológicas (Ref. IB16150) financiado por la Consejería de Economía, Comercio e Innovación de la Junta de Extremadura.Peer reviewe

Sleep is required to consolidate odor memory and remodel olfactory synapses

Animals with complex nervous systems demand sleep for memory consolidation and synaptic remodeling. Here, we show that, although the Caenorhabditis elegans nervous system has a limited number of neurons, sleep is necessary for both processes. In addition, it is unclear if, in any system, sleep collaborates with experience to alter synapses between specific neurons and whether this ultimately affects behavior. C. elegans neurons have defined connections and well-described contributions to behavior. We show that spaced odor-training and post-training sleep induce long-term memory. Memory consolidation, but not acquisition, requires a pair of interneurons, the AIYs, which play a role in odor-seeking behavior. In worms that consolidate memory, both sleep and odor conditioning are required to diminish inhibitory synaptic connections between the AWC chemosensory neurons and the AIYs. Thus, we demonstrate in a living organism that sleep is required for events immediately after training that drive memory consolidation and alter synaptic structures

Loss of glutathione redox homeostasis impairs proteostasis by inhibiting autophagy-dependent protein degradation

Trabajo presentado en el VII Spanish Worm Meeting (SWN), celebrado en Castelldefels (Barcelona) el 28 y 29 de marzo de 2019.Peer reviewe

El grupu neandertal de la Cueva d'El Sidrón (Borines, Piloña).

Na monografía clásica de Puig y Larraz (1896: 250-252) amiéntense delles cavidaes del Conceyu de Piloña2 , pero non la Cueva d’El Sidrón (Fig. 1). Esta conocíase, ensin dulda, dende la Guerra Civil y el maquis al servir d’abellugu a persiguíos políticos, y guarda una alcordanza imborrable nuna de les sos múltiples entraes, yá qu’ellí ta enterrada Olvido Otero González (1908-1938). Per El Sidrón pasaron munches persones a lo llargo de los años, pero en 1994 prodúxose’l descubrimientu per parte d’unos espeleólogos xixoneses d’unos güesos humanos que dieron un importante xiru a la conocencia de los nuesos antepasaos neandertale