The role of ATG7 in liver cancer

Abstract

Sjálfsát er nauðsynlegt ferli sem gegnir mikilvægu hlutverki í að viðhalda samvægi í heilkjarna frumum. Sjálfsátskornið er einstakt frumulíffæri og myndun þess er lykilskref í sjálfsáti. Sjálfsátskornið tekur upp umfrymishluta og flytur til lýsósóma þar sem þeir eru brotnir niður af ensímum. Lykilprótein sem kemur að myndun sjálfsátskornsins er ATG7. Hlutverk ATG7 er að miðla lípíðeringu á LC3, sem er nauðsynleg fyrir eðlilega þroskun og lokun sjálfsátskornshimnunnar. Sjaldgæfur erfðabreytileiki í kímlínu ATG7, D522E, hefur verið tengdur við aukna áhættu á lifrarkrabbameini í mönnum. Fyrri tilraunir hafa leitt í ljós að stökkbreytingin, sem leiðir til amínósýruskipta í stöðu 522 úr aspartiksýru í glútamínsýru, veldur galla í ATG7 próteininu sem dregur úr virkni þess í sjálfsáti og leiðir þannig meðal annars af sér uppsöfnun á p62 í umfrymi. Þessar niðurstöður sýndu þó aðeins veigalítinn mismun milli villgerðarpróteinsins og stökkbreytta próteinsins. Verkefnið miðaði að því að innleiða nýja stökkbreytingu í ATG7, D522A, í von um að magna upp áhrifin af amínósýruskiptunum. Stöðugar frumulínur, Huh7 og MEF Atg7 -/-, voru útbúnar með virkjanlega tjáningu á ATG7 villigerð, D522E og D522A afbrigðum. Niðurstöður mótefnalitana sýndu áhugaverðan mun á staðsetningu D522A í Huh7 frumum samanborið við ATG7 villigerð og D522E.

Autophagy is an essential process which plays a key role in maintaining homeostasis within eukaryotic cells. The autophagosome is a unique organelle, into which cytosolic components are sequestered and subsequently transported to the lysosome for degradation by enzymes. The formation and maturation of the autophagosome is a key step in autophagy. One of many proteins involved in the autophagosomal formation is ATG7, essential for the lipidation of LC3, an event which in turn is necessary for proper maturation and closing of the autophagosomal membrane. A rare germline coding variant in ATG7, D522E, has been identified and linked with increased risk for liver cancer. Previous research has revealed that the mutation, which results in an amino acid substitution at position 522 from aspartic acid to glutamic acid, renders ATG7 less active and thus leads to p62 accumulation in the cytoplasm. These results show however only slight differences between wild type and mutant. Therefore a novel mutation, D522A, was introduced in order to amplify the effects of the substitution. The aim of the project was to generate stable Huh7 and MEF Atg7-/-cell lines with inducible expression of wild type ATG7, D522E and D522A. Immunostaining results showed an interesting difference in the sub-cellular localization of D522A compared to wt ATG7 and D522E in the Huh7 cells.