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The deubiquitinase USP5 prevents accumulation of protein aggregates in cardiomyocytes

Eibach, Y. und Kreher, S. und Poetsch, M.S. und Kho, A.L. und Gaertner, U. und Clemen, C.S. und Schröder, R. und Guo, K. und Milting, H. und Meder, B. und Potente, M. und Richter, M. und Schneider, A. und Meiners, S. und Gautel, M. und Braun, T. (2025) The deubiquitinase USP5 prevents accumulation of protein aggregates in cardiomyocytes. Science Advances, 11 (4), eado3852. American Association for the Advancement of Science (AAAS). doi: 10.1126/sciadv.ado3852. ISSN 2375-2548.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
10MB

Offizielle URL: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ado3852

Kurzfassung

Protein homeostasis is crucial for maintaining cardiomyocyte (CM) function. Disruption of proteostasis results in accumulation of protein aggregates causing cardiac pathologies such as hypertrophy, dilated cardiomyopathy (DCM), and heart failure. Here, we identify ubiquitin-specific peptidase 5 (USP5) as a critical determinant of protein quality control (PQC) in CM. CM-specific loss of mUsp5 leads to the accumulation of polyubiquitin chains and protein aggregates, cardiac remodeling, and eventually DCM. USP5 interacts with key components of the proteostasis machinery, including PSMD14, and the absence of USP5 increases activity of the ubiquitin-proteasome system and autophagic flux in CMs. Cardiac-specific hUSP5 overexpression reduces pathological remodeling in pressure-overloaded mouse hearts and attenuates protein aggregate formation in titinopathy and desminopathy models. Since CMs from humans with end-stage DCM show lower USP5 levels and display accumulation of ubiquitinated protein aggregates, we hypothesize that therapeutically increased USP5 activity may reduce protein aggregates during DCM. Our findings demonstrate that USP5 is essential for ubiquitin turnover and proteostasis in mature CMs.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/215425/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:The deubiquitinase USP5 prevents accumulation of protein aggregates in cardiomyocytes
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Eibach, Y.Department of Cardiac Development and Remodeling, Max Planck Institute for Heart and Lung Research, Bad Nauheim, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kreher, S.Department of Cardiac Development and Remodeling, Max Planck Institute for Heart and Lung Research, Bad Nauheim, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Poetsch, M.S.Department of Cardiac Development and Remodeling, Max Planck Institute for Heart and Lung Research, Bad Nauheim, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kho, A.L.Randall Centre for Cell and Molecular Biophysics, King’s College London, BHF Centre of Excellence, London, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gaertner, U.University of Giessen, Institute of Anatomy and Cell Biology, Giessen, Germany.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Clemen, C.S.Institute of Aerospace Medicine, German Aerospace Center (DLR), 51147 Cologne, Germanyhttps://orcid.org/0000-0002-1291-4219NICHT SPEZIFIZIERT
Schröder, R.Institute for Neuropathology, University Hospital Erlangen, Friedrich-Alexander University Erlangen-Nürnberg, Erlangen, Germany.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Guo, K.Research Center Borstel/Leibniz Lung Center, Airway Research Center North (ARCN), Member of the German Center for Lung Research (DZL), 23845 Borstel, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Milting, H.Erich and Hanna Klessmann Institute for Cardiovascular Research and Development, Clinic for Thoracic and Cardiovascular Surgery, Heart and Diabetes Center NRW, Bad Oeynhausen, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Meder, B.German Center for Cardiovascular Research (DZHK), Berlin, Germany.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Potente, M.Berlin Institute of Health (BIH) and Charité–Universitätsmedizin Berlin, corporate member of Freie Universität Berlin, Humboldt-Universität zu Berlin, Berlin, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Richter, M.Department of Cardiac Surgery, Kerckhoff-Clinic, Bad Nauheim, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schneider, A.Department of Cardiac Development and Remodeling, Max Planck Institute for Heart and Lung Research, Bad Nauheim, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Meiners, S.Research Center Borstel/Leibniz Lung Center, Airway Research Center North (ARCN), Member of the German Center for Lung Research (DZL), 23845 Borstel, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gautel, M.Randall Centre for Cell and Molecular Biophysics, King’s College London, BHF Centre of Excellence, London, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Braun, T.Department of Cardiac Development and Remodeling, Max Planck Institute for Heart and Lung Research, Bad Nauheim, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:22 Januar 2025
Erschienen in:Science Advances
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:11
DOI:10.1126/sciadv.ado3852
Seitenbereich:eado3852
Verlag:American Association for the Advancement of Science (AAAS)
ISSN:2375-2548
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Cardiomyocyte function; protein homeostasis; dilated cardiomyopathy; heart failure; ubiquitin-specific peptidase 5; cardiac remodeling
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 - CardioBrain
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin
Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin > Leitungsbereich ME
Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin > Muskel- und Knochenstoffwechsel
Hinterlegt von: Schrage, Larissa
Hinterlegt am:30 Jul 2025 14:40
Letzte Änderung:31 Jul 2025 12:37

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