MHC class II compartments
Rocha, N.
Citation
Rocha, N. (2008, October 8). Molecular basis for the control of motor-based transport of MHC class II compartments. Retrieved from
https://hdl.handle.net/1887/13136
Version: Corrected Publisher’s Version
License: Licence agreement concerning inclusion of doctoral thesis in the Institutional Repository of the University of Leiden
Downloaded from: https://hdl.handle.net/1887/13136
Note: To cite this publication please use the final published version (if applicable).
Nederlandse samenvatting
Summary in Dutch
115 Het afweersysteem is ontwikkeld om invasieve ziektemakers maar ook andere afwijkingen het hoofd te bieden. Meer precies zijn dit virussen, bacteriën en andere micro-organismen, maar ook kanker en zelfs voedsel- en omgevingsfactoren kunnen door het afweersysteem ‘gezien’
worden. Deze factoren heten ‘antigenen’. Het afweersysteem kent twee defensielijnen: één is een minder specifieke maar wel snellere eerste lijn verdediging, genaamd de ‘aangeboren afweer’, en de ander een meer specifieke maar tragere ‘aangepaste afweer’. Dit laatste is sterk afhankelijk van het presenteren aan de oppervlakte van cellen van antigenen die dan weer herkend worden door andere cellen van het afweersysteem. Dit wordt ‘antigen presentatie’ genoemd en kan door drie leden van één eiwitfamilie gedaan worden: door CD1 eiwitten en door MHC klasse I en MHC klasse II eiwitten. CD1 eiwitten presenteren niet eiwit materiaal en meestal vetzuurachtige stoffen terwijl MHC klasse I en II eiwitten fragmenten van eiwitten presenteren die peptiden genoemd worden. MHC klasse I eiwitten presenteren aan het afweersysteem peptiden welke in de cel normaliter door proteasomen gemaakt worden. MHC klasse II doet dit normaliter van eiwitten die door de cel opgenomen zijn en afgebroken zijn in de endosomale route door lysosomale proteasen. Om een fragment (peptide) van zo’n eiwit te krijgen gaan MHC klasse II eiwitten dan ook endosomen in en ze ontmoeten het peptide dan op een plek dat dan weer MIIC (voor MHC klasse II compartiment) genoemd wordt. Uiteindelijk worden MHC klasse II eiwitten dan uit het MIIC getransporteerd om aan het oppervlak te komen. Hier kunnen afweercellen (zoals CD4+T cellen) het MHC klasse II-peptide complex herkennen en hierop reageren door allerlei stoffen uit te scheiden zodat andere afweer cellen (zoals de antilichaamuitscheidende B cel) hun werk gaan doen. Daarnaast zijn MHC klasse II eiwitten ook belangrijk voor de controle van cytotoxische T cellen, om auto-immuun ziekten te voorkomen en om goed te reageren op pathogenen en stoffen uit de omgeving. MHC klasse II is dus een centrale regulator van afweer reacties in het lichaam.
Ondanks ons gedetailleerd begrip van het mechanisme van antigen presentatie door MHC klasse II eiwitten, is van een aantal stappen in dit proces nagenoeg niets bekend. Het bestuderen en begrijpen van de celbiologie van antigen presentatie is van belang omdat dit handvaten kan geven om het afweersysteem te manipuleren zoals bij auto-immuun ziekten maar ook bij onvoldoende afweer bij infectieziekten en kanker. De focus in ‘het veld’ is het proces dat leidt tot binding van peptiden door MHC klasse II eiwitten. In dit proefschrift beschrijf ik een aantal studies naar het mechanisme dat transport van de MIICs controleert. MIICs worden in de cel nogal vreemd heen- en-weer getransporteerd door de alterende activiteiten van moleculaire motoren. De dyneine motor brengt MIIC naar binnen en kinesine motoren brengen deze weer naar buiten en beide zijn ze verantwoordelijk voor dit bizarre gedrag. Maar hoe deze motor eiwitten weer in tijd-en- ruimte gecontroleerd worden, is onduidelijk. Op grond van onze proeven stellen wij een nieuw model voor dat de controle van transport van MHC klasse II moleculen verklaart. We beschrijven inhoofdstuk 2 hoe de dyneine motor op MIIC gereguleerd wordt door het kleine GTPase Rab7.
Rab7 wordt geactiveerd op het membraan van MIIC en rekruteert dan zijn effector eiwit Rab7- Interacting Lysosomal Protein (RILP) en OSBP-Related Protein 1L (ORP1L) om het RILP-Rab7- ORP1L complex te vormen. Dit complex functioneert als de receptor van de dyneine motor op het buitenmembraan van het MIIC. Wij tonen aan dat dit gebeurt omdat RILP de verbinding vormt
Nederlandse samenvatting
eiwit vormt een schakel met een meer algemene receptor voor de dyneine motor, bIII spectrine.
Deze receptor bindt met de Arp1 subunit van de dyneine motor. Hoewel dit model verklaart hoe Rab7 naar binnen gericht transport van MIC door de dyneine motor controleert, verklaart het niet de omkeer in richting noch de beëindiging van naar binnen gericht transport. Inhoofdstuk 3 laten we zien hoe cholesterol in MIICs bepaalt dat de dyneine motor aan MIIC bindt. Cholesterol bepaalt de conformatie van ORP1L en daarmee toegang van de dyneine motor op zijn receptor Rab7-RILP. Vervolgens wordt de positie van late endosomes en lysosomen als MIIC bepaald. Deze regulatie is verloren in bepaalde neuronale opstapeling ziekten als Niemann-Pick type C, die gekarakteriseerd worden door abnormale clustering van deze structuren. Op deze wijze bepaalt Rab7 transport van MIICs door oplosbare effector eiwitten te rekruteren. Deze binden weer andere eiwitten om lokale moleculaire machines aan het werk te zetten zodat transport en fusie processen van start gaan. Dit laatste laten we zien inhoofdstuk 5. We stellen dat Rab7 samen met RILP en ORP1L membraanbinding en fusie controleren. Dit proces is gekoppeld aan membraan transport. Transport en fusie van MIICs door Rab7 met zijn effector eiwitten RILP en ORP1L laten zien hoe deze processen in tijd en ruimte plaats vinden. Daarnaast laat het zien dat naar binnen gericht transport en organel fusie twee opeenvolgende processen zijn. Inhoofdstuk 4 beschrijven we de identificatie en karakterisatie van een splice variant van RILP (genaamd RILPsv). Dit eiwit mist 27 aminozuren, kan Rab7 binden maar niet de dyneine motor. We veronderstellen dat RILPsv betrokken kan zijn bij de fijn-regulatie van dyneine motor transport zoals gecontroleerd door de Rab7-RILP receptor.
Het werk dat in dit proefschrift gepresenteerd wordt geeft aldus een moleculaire verklaring van transportdoor motoreiwitten van compartimenten in een cel. Dit is een essentiële stap in de uitvoering van antigen presentatie door MHC klasse II eiwitten. Daarnaast verklaren we hoe cholesterol immuun responsen kanbeïnvloeden en het cellulaire fenotype van bepaalde ziekten zoals Niemann-Pick type C disease.
116
