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Functional Characterisation of the Autophagy ATG12~5/16 Complex in Dictyostelium discoideum

Karow, Malte und Fischer, Sarah und Meßling, Susanne und Konertz, Roman und Riehl, Jana und Xiong, Qiuhong und Rijal, Ramesh und Wagle, Prerana und Clemen, Christoph S. und Eichinger, Ludwig (2020) Functional Characterisation of the Autophagy ATG12~5/16 Complex in Dictyostelium discoideum. Cells, 9 (5), Seite 1179. Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI). doi: 10.3390/cells9051179. ISSN 2073-4409.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
4MB

Offizielle URL: https://www.mdpi.com/2073-4409/9/5/1179/htm

Kurzfassung

Macroautophagy, a highly conserved and complex intracellular degradative pathway, involves more than 20 core autophagy (ATG) proteins, among them the hexameric ATG12~5/16 complex, which is part of the essential ubiquitin-like conjugation systems in autophagy. Dictyostelium discoideum atg5 single, atg5/12 double, and atg5/12/16 triple gene knock-out mutant strains displayed similar defects in the conjugation of ATG8 to phosphatidylethanolamine, development, and cell viability upon nitrogen starvation. This implies that ATG5, 12 and 16 act as a functional unit in canonical autophagy. Macropinocytosis of TRITC dextran and phagocytosis of yeast were significantly decreased in ATG5¯ and ATG5¯/12¯ and even further in ATG5¯/12¯/16¯ cells. In contrast, plaque growth on Klebsiella aerogenes was about twice as fast for ATG5¯ and ATG5¯/12¯/16¯ cells in comparison to AX2, but strongly decreased for ATG5¯/12¯ cells. Along this line, phagocytic uptake of Escherichia coli was significantly reduced in ATG5¯/12¯ cells, while no difference in uptake, but a strong increase in membrane association of E. coli, was seen for ATG5¯ and ATG5¯/12¯/16¯ cells. Proteasomal activity was also disturbed in a complex fashion, consistent with an inhibitory activity of ATG16 in the absence of ATG5 and/or ATG12. Our results confirm the essential function of the ATG12~5/16 complex in canonical autophagy, and furthermore are consistent with autophagy-independent functions of the complex and its individual components. They also strongly support the placement of autophagy upstream of the ubiquitin-proteasome system (UPS), as a fully functional UPS depends on autophagy.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/135894/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Functional Characterisation of the Autophagy ATG12~5/16 Complex in Dictyostelium discoideum
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Karow, MalteCentre for Biochemistry, Institute of Biochemistry I, Medical Faculty, University of Cologne, 50931 Cologne, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fischer, SarahCentre for Biochemistry, Institute of Biochemistry I, Medical Faculty, University of Cologne, 50931 Cologne, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Meßling, SusanneCentre for Biochemistry, Institute of Biochemistry I, Medical Faculty, University of Cologne, 50931 Cologne, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Konertz, RomanCentre for Biochemistry, Institute of Biochemistry I, Medical Faculty, University of Cologne, 50931 Cologne, Germanyhttps://orcid.org/0000-0002-6488-1885NICHT SPEZIFIZIERT
Riehl, JanaCentre for Biochemistry, Institute of Biochemistry I, Medical Faculty, University of Cologne, 50931 Cologne, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Xiong, QiuhongInstitute of Biomedical Sciences, Shanxi University, No. 92 Wucheng Road, Taiyuan 030006, ChinaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rijal, RameshDepartment of Biology, Texas A&M University, College Station, TX 77843-3474, USAhttps://orcid.org/0000-0003-0498-1064NICHT SPEZIFIZIERT
Wagle, PreranaBioinformatics Core Facility, CECAD Research Center, University of Cologne, 50931 Cologne, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Clemen, Christoph S.Institute of Aerospace Medicine, German Aerospace Center (DLR), 51147 Cologne, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Eichinger, LudwigCentre for Biochemistry, Institute of Biochemistry I, Medical Faculty, University of Cologne, 50931 Cologne, Germanyhttps://orcid.org/0000-0003-1594-6117NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:9 Mai 2020
Erschienen in:Cells
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:9
DOI:10.3390/cells9051179
Seitenbereich:Seite 1179
Verlag:Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)
ISSN:2073-4409
Status:veröffentlicht
Stichwörter:ATG12~5/16 complex; autophagy; Dictyostelium; ubiquitin-like protein; phagocytosis; pinocytosis; proteasome; UPS
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Vorhaben Systemphysiologie (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin > Muskel- und Knochenstoffwechsel
Hinterlegt von: Arndt, Carina
Hinterlegt am:03 Sep 2020 15:14
Letzte Änderung:31 Okt 2020 04:35

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