1. Az autofágia és az apoptózis
kapcsolata a C.elegans
egyedfejlődése során
Erdélyi Péter
ELTE Genetikai Tanszék

2. A C. elegans, mint genetikai modellrendszer
 1-1,2 mm hosszú mérsékelt övi
fonalféreg
 Ivari dimorfizmus: XX hermafroditák és
X0 hímek
 Az embrionális fejlődés után 4
lárvastádiumon keresztül éri el a felnőtt
kort
 Nobel díj:
2002 - Sydney Brenner, John Sulston és
Robert H. Horvitz, orvosi
2006 - Andrew Z. Fire és Craig C.
Mello, orvosi
2008 - Martin Chalfie, kémiai

3. A programozott sejthalál két fő típusa
APOPTÓZIS (I-es típus) AUTOFÁGIA (II-es típus)
• rák • rák
• autoimmun betegségek • neurodegeneratív betegségek
• neurodegeneratív betegségek •Alzheimer kór
• virális fertőzések •Huntington kór
• szívinfarktus •Parkinson kór
• stroke • stroke
• hepatitisz • diabetes (type II)
• meddőség • szívizomsorvadás
• stb. • szív és érrendszeri
betegségek
• izom rendellenességek
• stb. Autofág vakuóla
Apoptotikus sejt
Orvosbiológiai és egyedfejlődési jelentősége ellenére a két
folyamat szabályozási kapcsolata kevéssé ismert

4. Autofágia
• Az eukarióta sejt szabályozott önemésztő folyamata
• Főbb funkciói a sejtek túlélésében és halálában
• károsodott sejtalkotók eltávolítása (öregedési folyamat)
• sejtes stresszválasz (éhezés, hipoxia stb.)
• véd a fertőzésekkel szemben
• programozott sejthalál (II-es típusú PS)
• differenciáció
• sejtnövekedés és -osztódás
• 3 alapvető típusa ismert:
• mikroautofágia
• chaperon közvetített autofágia
• makroautofágia

5. Az autofágia három fő típusa

6. Apoptózis
• I-es típusú programozott sejthalál
• Fő funkciói:
• fejlődésmenet során feleslegessé váló sejtek
eltávolítása
• fertőzések kivédése
• tumorszuppresszió
• C. elegans egyedfejlődése során 131 sejt
hal el apoptózissal
• Apoptózis mutánsok:
• magasabbrendű organizmusokban letális
• C. elegans-ban vad típusú morfológia és
viselkedés

7. Kérdésünk:
Az autofágia és az apoptózis előfordulása
hogyan koordinált?

8. Genotoxikus stressz (dut-1RNSi kezelés)
hatására az apoptózissal elhaló sejtek
száma megnő
TUNEL
TUNEL pozitív sejtek száma/embrió
Number of TUNEL-positive cells/embryo
Vad típus 12
10
stresszhatástól
8
mentes állat
6
nuc-1
4
2 N= 45 67 32
pozitív kontroll 0
dut-1(RNSi) vad-típus
wild-type nuc-1
nuc-1 dut-1(RNSi)
dut-1(RNAi)
stresszelt állat

9. dut-1(RNSi) kezelés hatására autofág riporter
gének aktiválódnak az embriókban
fénymikroszkópos kép
fluorescens kép
(stresszhatástól mentes állat)
fluorescens kép
(stresszelt állat)

10. Genotoxikus stressz hatására apoptózis és
autofágia együtt indukálódik C. elegans
embriókban
Autofágia
Autofág struktúrák
Kondenzált,
elektrondenz
kromatin
Apoptózis

11. % Életképtelenség
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
ce N2
d-
3
ce (n7
d- 17
4( )
n1
ce 16
d- 2)
4(
at n2
g- 2
1 8 73)
(g
apoptózis
mutánsok
un k3
c- 8
5 1 7)
un (e
at c- 3
gr 5 1 69)
-1 (e
8( at 11
at gk g- 89
g- 37 7(
tm )
8)
autofág
18 ;c 29
(g
mutánsok
k3 ed 76
at
g- 7 -4 )
1 8 8);c (n11
(g ed 62
un
c-
k3
78
-4
(n )
51 );c 22
un (e 73
c- 3 6 ed -
3( )
51 9)
(e ;c n7
at 11 ed 17
g- 89 -4 )
7( ) ;c (e1
tm ed 16
29 -4 2)
76 (e
kettős
) ;c 11
mutánsok
ed 62
-4 )
(n
11
62
)
lárvák
C. elegans-ban az autofágia és az apoptózis
embriók
felnőttek
% elpusztult
% életképes
% elpusztult
együtt szabályozzák a normális egyedfejlődést

12. Sejthalál mechanizmusok hiányában nincs
élet sem
Autofágia
Apoptózis
Autofágia
Apoptózis
Autofágia
Apoptózis
Autofágia
Apoptózis

13. Az autofágia és az apoptózis egyidejű
inaktiválása morfológiai defektusokat és
életképtelenséget okoz
vad típus ced-4(n1162);atg-18(gk378)
ced-4(n1162);atg-7(tm2976)

14. Az autofágia és apoptózis együttes indukciója:
közös kontroll alatt állnak?

15. ATF-2 transzkripciós faktor képes kötődni a
bec-1 és lgg-1 autofág gének szabályozó
régiójához

16. atf-2(-) mutánsokban az autofág gének
kifejeződése lecsökken
% (relatív) GFP::LGG-1
felhalmozódás
Alacsony expresszió
Normál expresszió
Magas expresszió

17. Az ATF-2 faktor hatására az lgg-1 gén
kifejeződik
ATF-2
lgg-1
ATF-2
lgg-1

18. Az autofágia és az apoptózis egymást
kiegészítő mechanizmusok
autofág sejthalál
1) Genotoxikus stressz
apoptózis
2) Az autofágia és az apoptózis redundánsan szabályozzák a
C. elegans egyedfejlődését
3) Autofágia és apoptózis közös transzkripcionális kontrol alatt áll
Apoptózis
ATF-2
Autofágia

19. Köszönetnyilvánítás
ELTE TTK Enzimológiai Int. Oslo-i egyetem
Vellai Tibor Vértessy Beáta Hilde Nilsen
Takács Krisztina Pécsi Ildikó Marlene Dengg
Borsos Éva Tóth Judit
Sigmond Tímea
Kovács Attila Lajos
Hargitai Balázs
Pásztor Erzsébet
Kovács Tibor

20. Köszönöm a figyelmet!