Publicaties - Salk Instituut voor Biologische Studies

alle publicaties

2025

Kumar, AJ, Epler, K., Wang, J., Shen, A., Samandari, N., Rolfsen, ML, Barnes, LA, Shadel, GS, Moyzis, AG, Sainz, AG, Ulubabyan, K., Li, K., Jepsen, K., Li, X., Fuster, MM, Spragg, RG, Sasik, R., Vallon, V., Goodluck, H., Ix, JH, Singh, P., Hepokoski, ML Het mitochondriale DNA van de nieren draagt bij aan de systemische afgifte van IL-6 bij sepsis-gerelateerd acuut nierletsel. (2025) JCI Inzicht. 10(23). DOI: 10.1172/jci.insight.177004

+ samenvatting uitvouwen

Esparza-Moltó, PB, Goswami, AV, Bozkurt, S., Münch, C., Newman, LE, Moyzis, AG, Rojas, GR, Guan, D., Jones, JR, Gage, FH, Shadel, GS ROS-afhankelijke lokalisatie van glycolytische enzymen in mitochondriën. (2025) Redox biol. 86:103812. DOI: 10.1016/j.redox.2025.103812

+ samenvatting uitvouwen

Mitochondriale reactieve zuurstofsoorten (mtROS) reguleren cellulaire signaalroutes, maar veroorzaken ook oxidatieve stress wanneer ze gedereguleerd worden tijdens veroudering en pathologische aandoeningen zoals neurodegeneratieve ziekten. De dynamische herverdeling van eiwitten tussen cellulaire compartimenten is een veelgebruikt mechanisme om hun stabiliteit en biologische activiteiten te reguleren. Door de BirA∗ biotineligase te richten op het buitenste mitochondriale membraan in HEK293-cellen, identificeerden we eiwitten waarvan de labeling toenam of afnam als reactie op behandeling met menadion, wat consistent is met een dynamische verandering in hun mitochondriale lokalisatie als reactie op verhoogde mtROS-productie. Deze eiwitten vertegenwoordigen potentiële kandidaten voor toekomstig onderzoek naar mitochondriale oxidatieve stresssignalering. Een subset van glycolytische enzymen werd in deze screening gevonden en bevestigd, door middel van mitochondriale fractionering en beeldvorming, dat de lokalisatie naar mitochondriën toenam als reactie op menadion, ondanks dat hun totale abundantie ongewijzigd bleef. Fractioneringstudies met submitochondriale enzymen zijn consistent met de import van een pool van deze enzymen naar de mitochondriale intermembraanruimte. De lokalisatie van glycolytische enzymen naar mitochondriën was ook toegenomen in cellen die onder hypoxie groeiden of die een op mitochondriën gerichte d-aminozuuroxidase tot expressie brachten (omstandigheden die een verhoogde mtROS-productie induceren), en werd onder normale groeiomstandigheden basaal geremd door de mitochondriale antioxidant MnTBAP. Ten slotte hadden primaire fibroblasten van de ziekte van Alzheimer ook glycolytische enzymen die geassocieerd waren met mitochondriën, maar deze werden verminderd door antioxidanten, wat consistent is met een toename van mtROS die hun relatieve verdeling tussen het cytoplasma en de mitochondriën verandert. We vermoeden dat de toegenomen mitochondriale lokalisatie van glycolytische enzymen een adaptieve reactie is op mtROS die de glucosestroom richting de antioxidant pentosefosfaatroute verandert, aparte regulerende pools van mitochondriale metabolieten of nieuwe metabolische circuits creëert, en/of cytoprotectieve of andere adaptieve reacties biedt via nevenfuncties die geen verband houden met hun enzymatische activiteit.

Sainz, AG, Rojas, GR, Moyzis, AG, Donnelly, MP, Mangalhara, KC, Johnson, MA, Esparza-Moltó, PB, Grae, KJ, Shaw, RJ, Shadel, GS FAM43A coördineert mtDNA-replicatie en mitochondriale biogenese als reactie op mtDNA-uitputting. (2025) Journal of celbiologie. 224(3). DOI: 10.1083/jcb.202311082

+ samenvatting uitvouwen

Varanasi, SK, Chen, D., Liu, Y., Johnson, MA, Miller, CM, Ganguly, S., Lande, K., LaPorta, MA, Hoffmann, FA, Mann, TH, Teneche, MG, Casillas, E., Mangalhara, KC, Mathew, V., Sun, M., Jensen, IJ, Farsakoglu, Y., Chen, T., Parisi, B., Deota, S., Havas, A., Lee, J., Chung, HK, Schietinger, A., Panda, S., Williams, AE, Farber, DL, Dhar, D., Adams, PD, Feng, GS, Shadel, GS, Sundrud, MS, Kaech, SM Galzuursynthese belemmert tumorspecifieke T-celreacties bij leverkanker. (2025) Science. 387(6730):192-201. DOI: 10.1126/science.adl4100

+ samenvatting uitvouwen

2024

Schiavon, CR, Wang, Y., Feng, JW, Garrett, S., Sung, TC, Dayn, Y., Wang, C., Youle, RJ, Quintero-Carmona, OA, Shadel, GS, Herenhuis, U. INF2-gemedieerde actinepolymerisatie bij ER-organelcontacten reguleert de grootte en beweging van organellen. (2024) Res Vierkant. DOI: 10.21203/rs.3.rs-4720604/v1

+ samenvatting uitvouwen

Phang, HJ, Heimler, SR, Scandalis, LM, Wing, D., Moran, R., Nichols, JF, Moreno, D., Shadel, GS, Gage, FH, Molina, AJA Protocol voor het San Diego Nathan Shock Center Clinical Cohort: een nieuwe bron voor onderzoek naar menselijke veroudering. (2024) BMJ Open. 14(6):e082659. DOI: 10.1136/bmjopen-2023-082659

+ samenvatting uitvouwen

Maxwell, MB, Hom-Tedla, MS, Yi, J., Li, S., Rivera, SA, Yu, J., Burns, MJ, McRae, HM, Stevenson, BT, Coakley, KE, Ho, J., Gastelum, KB, Bell, JC, Jones, AC, Eskander, RN, Dykhuizen, EG, Shadel, GS, Kaech, SM, Hargreaves, DC ARID1A onderdrukt R-loop-gemedieerde STING-type I interferon-route-activering van antitumorimmuniteit. (2024) Cel DOI: 10.1016/j.cel.2024.04.025

+ samenvatting uitvouwen

Newman, LE, Weiser Novak, S., Rojas, GR, Tadepalle, N., Schiavon, CR, Grotjahn, DA, Towers, CG, Tremblay, M., Donnelly, MP, Ghosh, S., Medina, M., Rocha, S., Rodriguez-Enriquez, R., Chevez, JA, Lemersal, I., Manor, U., Shadel, GS Mitochondriale DNA-replicatiestress veroorzaakt een pro-inflammatoire endosomale route voor de verwijdering van nucleoïden. (2024) Natuur celbiologie. DOI: 10.1038/s41556-023-01343-1

+ samenvatting uitvouwen

Mitochondriaal DNA (mtDNA) codeert voor essentiële subeenheden van het oxidatieve fosforylatiesysteem, maar is ook een belangrijk schade-geassocieerd moleculair patroon (DAMP) dat aangeboren immuunsensoren aanspreekt wanneer het wordt vrijgegeven in het cytoplasma, buiten de cellen of in de bloedsomloop. Als DAMP draagt mtDNA niet alleen bij aan antivirale resistentie, maar veroorzaakt het ook pathogene ontstekingen in veel ziektecontexten. Cellen die mtDNA-stress ervaren veroorzaakt door uitputting van het mtDNA-verpakkingseiwit, transcriptiefactor A, mitochondriaal (TFAM) of tijdens herpes simplex virus-1-infectie vertonen verlengde mitochondriën, vergroting van nucleoïden (mtDNA-eiwitcomplexen) en activering van aangeboren cGAS-STING immuunsignalering via mtDNA dat vrijkomt in het cytoplasma. De relatie tussen afwijkende mitochondria en nucleoïdedynamiek, mtDNA-afgifte en cGAS-STING-activering blijft echter onduidelijk. Hier laten we zien dat, onder verschillende omstandigheden van mtDNA-replicatiestress en tijdens herpes simplex virus-1-infectie, vergrote nucleoïden die gebonden blijven aan TFAM de mitochondriën verlaten. Vergrote nucleoïden komen voort uit mtDNA dat replicatiestress ervaart, wat nucleoïdeclustering veroorzaakt via een blokkering van de mitochondriale splijting in een stadium waarin de actinepolymerisatie van het endoplasmatisch reticulum normaal zou beginnen, waardoor een splijtingscontrolepunt wordt gedefinieerd dat ervoor zorgt dat mtDNA de replicatie heeft voltooid en competent is voor segregatie in dochtermitochondria. Chronische betrokkenheid van dit controlepunt resulteert in vergrote nucleoïden die naar vroege en vervolgens late endosomen worden getransporteerd voor verwijdering. Endosomale breuk tijdens het transport door deze endosomale route veroorzaakt uiteindelijk mtDNA-gemedieerde cGAS-STING-activering. Daarom stellen we voor dat replicatie-incompetente nucleoïden selectief worden geëlimineerd door een adaptieve mitochondria-endosomale kwaliteitscontroleroute die gevoelig is voor activering van het aangeboren immuunsysteem, wat een therapeutisch doelwit zou kunnen vertegenwoordigen om mtDNA-gemedieerde ontstekingen tijdens virale infectie en andere pathogene toestanden te voorkomen.

2023

Victorelli, S., Salmonowicz, H., Chapman, J., Martini, H., Vizioli, MG, Riley, JS, Cloix, C., Hall-Younger, E., Machado Espindola-Netto, J., Jurk, D., Lagnado, AB, Sales Gomez, L., Farr, JN, Saul, D., Reed, R., Kelly, G., Eppard, M., Greaves, LC, Dou, Z., Pirius, N. , Szczepanowska, K., Porritt, RA, Huang, H., Huang, TY, Mann, DA, Masuda, CA, Khosla, S., Dai, H., Kaufmann, SH, Zacharioudakis, E., Gavathiotis, E. , LeBrasseur, NK, Lei, X., Sainz, AG, Korolchuk, VI, Adams, PD, Shadel, GS, Tait, SWG, Passos, JF Apoptotische stress veroorzaakt de afgifte van mtDNA tijdens veroudering en drijft de SASP aan. (2023) Natuur. DOI: 10.1038/s41586-023-06621-4

+ samenvatting uitvouwen

Mangalhara, KC, Varanasi, SK, Johnson, MA, Burns, MJ, Rojas, GR, Esparza Moltó, PB, Sainz, AG, Tadepalle, N., Abbott, KL, Mendiratta, G., Chen, D., Farsakoglu, Y., Kunchok, T., Hoffmann, FA, Parisi, B., Rincon, M., Vander Heiden, MG, Bosenberg, M., Hargreaves, DC, Kaech, SM, Shadel, GS Het manipuleren van de mitochondriale elektronenstroom verbetert de immunogeniciteit van tumoren. (2023) Science. 381(6664):1316-1323. DOI: 10.1126/science.abq1053

+ samenvatting uitvouwen

Lei, Y., VanPortfliet, JJ, Chen, YF, Bryant, JD, Li, Y., Fails, D., Torres-Odio, S., Ragan, KB, Deng, J., Mohan, A., Wang, B., Brahms, ON, Yates, SD, Spencer, M., Tong, CW, Bosenberg, MW, West, LC, Shadel, GS, Shutt, TE, Upton, JW, Li, P., West, AP Coöperatieve detectie van mitochondriaal DNA door ZBP1 en cGAS bevordert cardiotoxiciteit. (2023) Cel DOI: 10.1016/j.cel.2023.05.039

+ samenvatting uitvouwen

Al Khatib, I., Deng, J., Lei, Y., Torres-Odio, S., Rojas, GR, Newman, LE, Chung, BK, Symes, A., Zhang, H., Huang, SN, Pommier , Y., Khan, A., Shadel, GS, West, AP, Gibson, WT, Shutt, TE Activering van de cGAS-STING aangeboren immuunrespons in cellen met deficiënte mitochondriale topoisomerase TOP1MT. (2023) Menselijke moleculaire genetica. DOI: 10.1093/hmg/ddad062

+ samenvatting uitvouwen

De erkenning dat cytosolisch mtDNA cGAS-STING aangeboren immuunsignalering activeert, heeft nieuwe ziektemechanismen ontgrendeld. Hier werd een niet-gekarakteriseerde variant waarvan werd voorspeld dat deze de TOP1MT-functie zou beïnvloeden, P193L, ontdekt in een familie met meerdere auto-immuunziekten met vroege aanvang, waaronder systemische lupus erythematosus (SLE). Hoewel er geen eerdere genetische associatie was tussen TOP1MT en auto-immuunziekte, bracht de rol van TOP1MT als regulator van mtDNA ons ertoe om te onderzoeken of TOP1MT de afgifte van mtDNA aan het cytosol kon bemiddelen, waar het vervolgens de cGAS-STING aangeboren immuunroute zou kunnen activeren. waarvan bekend is dat ze worden geactiveerd bij SLE en andere auto-immuunziekten. Door analyse van cellen met verminderde TOP1MT-expressie, laten we zien dat verlies van TOP1MT resulteert in het vrijkomen van mtDNA naar het cytosol, dat de cGAS-STING-route activeert. We hebben de P193L-variant ook gekarakteriseerd vanwege zijn vermogen om verschillende TOP1MT-functies te redden wanneer deze tot expressie worden gebracht in TOP1MT-knock-outcellen. We laten zien dat de P193L-variant niet volledig functioneel is, omdat de re-expressie ervan op hoge niveaus niet in staat was om mitochondriale ademhalingstekorten te herstellen en slechts gedeeltelijke redding vertoonde voor andere functies, waaronder repletie van mtDNA-replicatie na uitputting, nucleoïde grootte, steady-state mtDNA transcriptieniveaus en mitochondriale morfologie. Bovendien was expressie van P193L op endogene niveaus niet in staat mtDNA-afgifte-gemedieerde cGAS-STING-signalering te redden. Over het algemeen rapporteren we een verband tussen TOP1MT en mtDNA-release die leidt tot cGAS-STING-activering. Bovendien laten we zien dat de P193L-variant gedeeltelijk functieverlies heeft dat kan bijdragen aan de vatbaarheid voor auto-immuunziekten via cGAS-STING-gemedieerde activering van het aangeboren immuunsysteem.

Malik, N., Ferreira, BI, Hollstein, PE, Curtis, SD, Trefts, E., Weiser Novak, S., Yu, J., Gilson, R., Hellberg, K., Fang, L., Sheridan, A., Haha, N., Shadel, GS, Manor, U., Shaw, RJ Inductie van lysosomale en mitochondriale biogenese door AMPK-fosforylering van FNIP1. (2023) Science. 380(6642):eabj5559. DOI: 10.1126/science.abj5559

+ samenvatting uitvouwen

Newman, LE, Shadel, GS Mitochondriale DNA-afgifte bij aangeboren immuunsignalering. (2023) Jaaroverzicht van de biochemie. DOI: 10.1146/annurev-biochem-032620-104401

+ samenvatting uitvouwen

Nassour, J., Aguiar, LG, Correia, A., Schmidt, T., Mainz, L., Przetocka, S., Haggblom, C., Tadepalle, N., Williams, A., Shokhirev, MN, Akincilar, SC, Tergaonkar, V., Schaduw, S., Karlseder, J. Telomeer-naar-mitochondria-signalering door ZBP1 bemiddelt replicatieve crisis (2023) Natuur. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-023-05710-8

+ samenvatting uitvouwen

2022

Cobo, I., Tanaka, TN, Chandra Mangalhara, K., Lana, A., Yeang, C., Han, C., Schlachetzki, J., Challcombe, J., Fixsen, BR, Sakai, M., Li , RZ, Fields, H., Mokry, M., Tsai, RG, Bejar, R., Prange, K., de Winther, M., Shadel, GS, Glas, CK DNA-methyltransferase 3 alfa en TET-methylcytosinedioxygenase 2 beperken mitochondriale DNA-gemedieerde interferonsignalering in macrofagen. (2022) Immuniteit. DOI: 10.1016/j.immuni.2022.06.022

+ samenvatting uitvouwen

Hancock-Cerutti, W., Wu, Z., Xu, P., Yadavalli, N., Leonzino, M., Tharkeshwar, AK, Ferguson, SM, Shadel, GS, De Camilli, P. ER-lysosoom lipideoverdrachtseiwit VPS13C/PARK23 voorkomt afwijkende mtDNA-afhankelijke STING-signalering (2022) Journal of celbiologie. 221(7):e202106046. DOI: DOI: 10.1083/jcb.202106046

+ samenvatting uitvouwen

Xian, H., Watari, K., Sanchez-Lopez, E., Offenberger, J., Onyuru, J., Sampath, H., Ying, W., Hoffman, HM, Shadel, GS, Karin, M. Geoxideerde DNA-fragmenten verlaten mitochondriën via mPTP- en VDAC-afhankelijke kanalen om NLRP3-ontstekingsmasker en interferonsignalering te activeren. (2022) Immuniteit. DOI: 10.1016/j.immuni.2022.06.007

+ samenvatting uitvouwen

Hepokoski, ML, Odish, MF, Lam, MT, Coufal, NG, Rolfsen, ML, Shadel, GS, Moyzis, AG, Sainz, AG, Takiar, PG, Patel, S., Leonard, AJ, Samandari, N., Hansen, E., Trescott, S., Nguyen, C., Jepsen, K., Cutter, G ., Gillespie, MN, Spragg, RG, Sasik, R., Ix, JH Absolute kwantificering van mitochondriaal DNA in plasma door digitale PCR met druppels markeert de ernst van COVID-19 in de loop van de tijd tijdens opnames op de intensive care. (2022) Am J Physiol Longcel Mol Physiol. DOI: 10.1152/ajplung.00128.2022

+ samenvatting uitvouwen

Verhoogde mitochondriale DNA-concentraties in plasma worden in verband gebracht met slechte resultaten bij meerdere kritieke ziekten, waaronder COVID-19. De huidige methoden voor het kwantificeren van celvrij mitochondriaal DNA in plasma zijn echter tijdrovend en missen reproduceerbaarheid. Hier hebben we sequencing van de volgende generatie gebruikt om de grootte en genoomlocatie van circulerend mitochondriaal DNA bij ernstig zieke proefpersonen met COVID-19 te karakteriseren om een gemakkelijke en optimale kwantificeringsmethode te ontwikkelen door middel van digitale druppel-PCR. Sequentiebepaling onthulde een groot percentage kleine mitochondriale DNA-fragmenten in plasma met een grote variabiliteit in dekking per genoomlocatie. We identificeerden sondes voor de mitochondriale DNA-genen, cytochroom B en NADH deyhydrogenase 1, in regio's met een relatief hoge dekking die zich richten op kleine sequenties die mogelijk door andere methoden worden gemist. Seriële beoordelingen van absolute mitochondriale DNA-concentraties werden vervolgens bepaald in plasma van 20 ernstig zieke proefpersonen met COVID-19 zonder een DNA-isolatiestap. Mitochondriale DNA-concentraties op de dag van opname waren significant verhoogd bij patiënten met matige of ernstige acute respiratory distress syndrome (ARDS) in vergelijking met patiënten zonder of milde ARDS. Vergelijkingen van mitochondriale DNA-concentraties in de loop van de tijd tussen patiënten zonder/milde ARDS die overleefden, patiënten met matige/ernstige ARDS die overleefden en niet-overlevenden vertoonden de hoogste concentraties bij patiënten met een ernstigere ziekte. Absolute mitochondriale DNA-kwantificering door digitale druppel-PCR is tijdbesparend en reproduceerbaar; zo bieden we een waardevol hulpmiddel en een grondgedachte voor toekomstige studies die mitochondriaal DNA evalueren als een real-time biomarker om klinische besluitvorming te begeleiden bij ernstig zieke proefpersonen met COVID-19.

2021

Shadel, GS, Adams, PD, Berggren, WT, Diedrich, JK, Diffenderfer, KE, Gage, FH, Hah, N., Hansen, M., Hetzer, MW, Molina, AJA, Manor, U., Marek, K., O 'Keefe, DD, Pinto, AFM, Sacco, A., Sharpee, TO, Shokriev, MN, Zambetti, S. Het San Diego Nathan Shock Center: de heterogeniteit van veroudering aanpakken. (2021) Gerowetenschap. DOI: 10.1007 / s11357-021-00426-x

+ samenvatting uitvouwen

Het begrijpen van de basismechanismen van veroudering is veelbelovend voor het ontwikkelen van interventies die tegelijkertijd veel leeftijdsgerelateerde achteruitgang en ziekten voorkomen of vertragen om de menselijke gezondheid te vergroten. Een belangrijke verstorende factor in verouderingsonderzoek is echter de heterogeniteit van het verouderingsproces zelf. Op het niveau van het organisme is het duidelijk dat de chronologische leeftijd niet altijd de biologische leeftijd of vatbaarheid voor kwetsbaarheid of pathologie voorspelt. Hoewel genetica en omgeving belangrijke factoren zijn die variabele verouderingssnelheden aandrijven, ontstaat extra complexiteit omdat verschillende organen, weefsels en celtypen intrinsiek heterogeen zijn en verschillende verouderingstrajecten vertonen, normaal of als reactie op de stress van het verouderingsproces (bijv. Ophoping van schade). . Om de heterogeniteit van veroudering aan te pakken, zijn nieuwe en gespecialiseerde hulpmiddelen nodig (bijv. analyse van één cel, op massaspectrometrie gebaseerde benaderingen en geavanceerde beeldvorming) om nieuwe kenmerken van veroudering op verschillende schalen te identificeren. Geavanceerde computationele benaderingen zijn dan nodig om deze ongelijksoortige datasets te integreren en netwerkinteracties tussen bekende verouderingskenmerken op te helderen. Er is ook behoefte aan verbeterde, op menselijke cellen gebaseerde verouderingsmodellen om ervoor te zorgen dat fundamentele onderzoeksresultaten relevant zijn voor interventies op het gebied van ouder worden en gezondheid. Het San Diego Nathan Shock Center (SD-NSC) biedt toegang tot geavanceerde wetenschappelijke bronnen om de studie van de heterogeniteit van veroudering in het algemeen te vergemakkelijken en om het gebruik van nieuwe menselijke celmodellen van veroudering te bevorderen. Het centrum heeft ook een robuuste onderzoeks- en ontwikkelingskern die proefprojecten over de heterogeniteit van veroudering financiert en innovatieve opleidingsactiviteiten organiseert, waaronder workshops en een persoonlijk mentorprogramma, om onderzoekers die nieuw zijn in het vergrijzingsveld te helpen slagen. Ten slotte neemt de SD-NSC deel aan outreach-activiteiten om de algemene gemeenschap voor te lichten over het belang van verouderingsonderzoek en om de behoefte aan fundamentele biologie van verouderingsonderzoek in het bijzonder te promoten.

Wu, Z., Sainz, AG, Shadel, GS Mitochondriaal DNA: cellulaire genotoxische stress-sentinel. (2021) Trends in de biochemische wetenschappen. DOI: 10.1016/j.tibs.2021.05.004

+ samenvatting uitvouwen

Tadepalle, N., Shadel, GS RNA meldt het laatste nieuws van mitochondriën. (2021) Moleculaire cel. 81(9):1863-1865. DOI: 10.1016/j.molcel.2021.04.005

+ samenvatting uitvouwen

Lei, Y., Zhang, J., Schiavon, CR, He, M., Chen, L., Shen, H., Zhang, Y., Yin, Q., Cho, Y., Andrade, L., Shadel, GS, Hepokoski, M., Lei, T., Wang, H., Zhang, J., Yuan, JX, Malhotra, A., Manor, U., Wang, S., Yuan, ZY, Shyy, JY SARS-CoV-2 Spike Protein verstoort de endotheliale functie via downregulatie van ACE2. (2021) Circulatie onderzoek. DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.121.318902

Schwartz, RE, Shokhirev, MN, Andrade, LR, Gutkind, JS, Iglesias-Bartolome, R., Shadel, GS Inzichten in senescentie van epitheelcellen uit transcriptoom- en secretoomanalyse van menselijke orale keratinocyten. (2021) Veroudering. 13. DOI: 10.18632/veroudering.202658

+ samenvatting uitvouwen

Schiavon, CR, Shadel, GS, Herenhuis, U. Verminderde mitochondriale mobiliteit bij de ziekte van Charcot-Marie-Tooth. (2021) Front Cell Dev Biol. 9:624823. DOI: 10.3389/fcell.2021.624823

+ samenvatting uitvouwen

2020

Schiavon, CR, Zhang, T., Zhao, B., Moore, AS, Wales, P., Andrade, LR, Wu, M., Sung, TC, Dayn, Y., Feng, JW, Quintero, OA, Shadel, GS, Grosse, R., Manor, U. Actine chromobody-beeldvorming onthult sub-organellaire actine-dynamiek (2020) Aardmethoden. DOI: 10.1038/s41592-020-0926-5

+ samenvatting uitvouwen

2019

Wu, Z., Oeck, S., West, AP, Mangalhara, KC, Sainz, AG, Newman, LE, Zhang, XO, Wu, L., Yan, Q., Bosenberg, M., Liu, Y., Sulkowski, PL, Tripple, V., Kaech, SM, Glazer, PM, Shadel, GS Mitochondriale DNA-stresssignalering beschermt het nucleaire genoom. [Gepubliceerd] (2019) Natuurstofwisseling. 1(12):1209-1218. DOI: 10.1038/s42255-019-0150-8

+ samenvatting uitvouwen

Gale, M., Li, Y., Cao, J., Liu, ZZ, Holmbeck, MA, Zhang, M., Lang, SM, Wu, L., Do Carmo, M., Gupta, S., Aoshima, K., DiGiovanna, MP, Stern, DF, Rimm, DL, Shadel, GS, Chen, X., Yan, Q. Verworven resistentie tegen HER2-gerichte therapieën creëert kwetsbaarheid voor ATP-synthase-remming. (2019) Kankeronderzoek. DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-18-3985

+ samenvatting uitvouwen

Harel, M., Ortenberg, R., Varanasi, SK, Mangalhara, KC, Mardamshina, M., Markovits, E., Baruch, EN, Tripple, V., Arama-Chayoth, M., Greenberg, E., Shenoy , A., Ayasun, R., Knafo, N., Xu, S., Anafi, L., Yanovich-Arad, G., Barnabas, GD, Ashkenazi, S., Besser, MJ, Schachter, J., Bosenberg , M., Shadel, GS, Barshack, I., Kaech, SM, Markel, G., Geiger, T. Proteomics van melanoomrespons op immunotherapie onthult mitochondriale afhankelijkheid. (2019) Cel DOI: 10.1016/j.cel.2019.08.012

+ samenvatting uitvouwen

2018

Mangalhara, KC, Shadel, GS Een van mitochondriën afgeleid peptide oefent de nucleaire optie uit. (2018) Celstofwisseling. 28(3):330-331. DOI: 10.1016/j.cmet.2018.08.017

+ samenvatting uitvouwen

Newman, LE, Shadel, GS Pink1 / Parkin link-ontsteking, mitochondriale stress en neurodegeneratie. (2018) Journal of celbiologie. 217(10):3327-3329. DOI: 10.1083/jcb.201808118

+ samenvatting uitvouwen

Cox, CS, McKay, SE, Holmbeck, MA, Christian, BE, Scortea, AC, Tsay, AJ, Newman, LE, Shadel, GS Mitohormese bij muizen via aanhoudende basale activering van mitochondriale en antioxidantsignalering. (2018) Celstofwisseling. 28(5):776-786. DOI: 10.1016/j.cmet.2018.07.011

+ samenvatting uitvouwen

Wu, L., Cao, J., Cai, WL, Lang, SM, Horton, JR, Jansen, DJ, Liu, ZZ, Chen, JF, Zhang, M., Mott, BT, Pohida, K., Rai, G., Kales, SC, Henderson, MJ, Hu, X., Jadhav, A., Maloney, DJ, Simeonov, A., Zhu, S., Iwasaki, A., Hall, MD, Cheng, X., Shadel, GS, Yan, Q. KDM5-histondemethylasen onderdrukken de immuunrespons door onderdrukking van STING. (2018) PLOS Biologie. 16(8):e2006134. DOI: 10.1371/journal.pbio.2006134

+ samenvatting uitvouwen

Zhang, Y., Lee, JH, Paull, TT, Gehrke, S., D'Alessandro, A., Dou, Q., Gladyshev, VN, Schroeder, EA, Steyl, SK, Christian, BE, Shadel, GS Mitochondriale redox-detectie door de kinase ATM handhaaft de cellulaire antioxidantcapaciteit. (2018) Wetenschappelijke signalering. 11(538). DOI: 10.1126/scisignal.aaq0702

+ samenvatting uitvouwen

Mitochondriën zijn een integraal onderdeel van het cellulaire energiemetabolisme en de productie van ATP en zijn betrokken bij het reguleren van veel cellulaire processen. Mitochondriën produceren reactieve zuurstofspecies (ROS), die niet alleen cellulaire componenten kunnen beschadigen, maar ook kunnen deelnemen aan signaaltransductie. De kinase ATM, die gemuteerd is in de neurodegeneratieve, autosomaal recessieve ziekte ataxie-teleangiëctasie (AT), speelt een sleutelrol in de reactie op nucleaire DNA-schade. ATM vervult echter ook een redox-detectiefunctie die wordt gemedieerd door de vorming van ROS-afhankelijke disulfide-gekoppelde dimeren. We ontdekten dat van mitochondriën afgeleid waterstofperoxide ATM-dimerisatie bevorderde. In HeLa-cellen waren ATM-dimeren gelokaliseerd in de kern en geremd door het redox-regulerende eiwit thioredoxine 1 (TRX1), wat het bestaan suggereert van een ROS-gemedieerd, stress-signalerend relais van mitochondriën naar de kern. De vorming van ATM-dimeren had geen invloed op de associatie met chromatine in de afwezigheid of aanwezigheid van nucleaire DNA-schade, consistent met de scheiding van de redox- en DNA-schadesignaleringsfuncties. Vergelijkende analyse van U2OS-cellen die ofwel wildtype ATM of de redox-sensing-deficiënte C2991L-mutant tot expressie brengen, onthulde dat een functie van ATM-redox-sensing het bevorderen van glucoseflux door de pentosefosfaatroute (PPP) is door de overvloed en activiteit van glucose-6 te vergroten -fosfaatdehydrogenase (G6PD), waardoor de cellulaire antioxidantcapaciteit toeneemt. De PPP produceert het co-enzym NADPH dat nodig is voor een robuuste antioxidantrespons, inclusief de regeneratie van TRX1, wat wijst op het bestaan van een regelgevende feedbacklus met ATM en TRX1. We stellen voor dat het verlies van de mitochondriale ROS-detectiefunctie van ATM cellulaire ROS-accumulatie en oxidatieve stress in AT kan veroorzaken.

Kuszak, AJ, Espey, MG, Falk, MJ, Holmbeck, MA, Manfredi, G., Shadel, GS, Vernon, HJ, Zolkipli-Cunningham, Z. Voedingsinterventies voor mitochondriale OXPHOS-tekortkomingen: mechanismen en modelsystemen. (2018) Jaaroverzicht Pathologie. 13(163-191):163-191. DOI: 10.1146/annurev-pathol-020117-043644

+ samenvatting uitvouwen

2017

West, AP, Shadel, GS Mitochondriaal DNA in aangeboren immuunresponsen en inflammatoire pathologie. (2017) Natuur beoordelingen. Immunologie. 17(6):363-375. DOI: 10.1038/nri.2017.21

+ samenvatting uitvouwen

Schweppe, DK, Chavez, JD, Lee, CF, Caudal, A., Kruse, SE, Stuppard, R., Marcinek, DJ, Shadel, GS, Tian, R., Bruce, JE Interactoom van mitochondriaal eiwit opgehelderd door massaspectrometrie met chemische verknoping. (2017) Proceedings van de National Academy of Sciences in de Verenigde Staten van Amerika. 114(7):1732-1737. DOI: 10.1073/pnas.1617220114

+ samenvatting uitvouwen

2016

Oran, AR, Adams, CM, Zhang, XY, Gennaro, VJ, Pfeiffer, HK, Mellert, HS, Seidel, HE, Mascioli, K., Kaplan, J., Gaballa, MR, Shen, C., Rigoutsos, I ., King, MP, Cotney, JL, Arnold, JJ, Sharma, SD, Martinez-Outschoorn, UE, Vakoc, CR, Chodosh, LA, Thompson, JE, Bradner, JE, Cameron, CE, Shadel, GS, Eischen, CM, McMahon, SB Multi-focale controle van mitochondriale genexpressie door oncogene MYC biedt potentiële therapeutische doelen bij kanker. (2016) Oncodoel. 7(45):72395-72414. DOI: 10.18632/oncotarget.11718

+ samenvatting uitvouwen

Kang, MJ, Shadel, GS Een mitochondriaal perspectief van de pathogenese van chronische obstructieve longziekte. (2016) Tuberculose en luchtwegaandoeningen. 79(4):207-213. DOI: 10.4046/trd.2016.79.4.207

+ samenvatting uitvouwen

Holmbeck, MA, Shadel, GS Mitochondriën bieden een 'complexe' oplossing voor een bacterieel probleem. (2016) Natuur Immunologie. 17(9):1009-10. DOI: 10.1038/ni.3534

Nouws, J., Goswami, AV, Bestwick, M., McCann, BJ, Surovtseva, YV, Shadel, GS Mitochondriaal ribosomaal eiwit L12 is vereist voor POLRMT-stabiliteit en bestaat als twee vormen die worden gegenereerd door alternatieve proteolyse tijdens import. (2016) Tijdschrift voor biologische chemie. 291(2):989-97. DOI: 10.1074/jbc.M115.689299

+ samenvatting uitvouwen

2015

McKay, SE, Yan, W., Nouws, J., Thormann, MJ, Raimundo, N., Khan, A., Santos-Sacchi, J., Song, L., Shadel, GS Auditieve pathologie in een transgeen mtTFB1-muismodel van mitochondriale doofheid. (2015) Ben. J. Pathol. 185(12):3132-40. DOI: 10.1016/j.ajpath.2015.08.014

+ samenvatting uitvouwen

Camell, CD, Nguyen, KY, Jurczak, MJ, Christian, BE, Shulman, GI, Shadel, GS, Dixit, VD Macrofaag-specifieke de Novo-synthese van ceramide is overbodig voor door ontstekingen veroorzaakte ontstekingen en insulineresistentie bij obesitas. (2015) Tijdschrift voor biologische chemie. 290(49):29402-13. DOI: 10.1074/jbc.M115.680199

+ samenvatting uitvouwen

Lipidenoverbelasting en calorieoverschot tijdens obesitas is een laaggradige chronische ontstekingstoestand met een verminderd vermogen om glucose of lipiden op de juiste manier te metaboliseren. Macrofagen zijn van cruciaal belang bij het handhaven van de homeostase van vetweefsel, deels door het reguleren van het lipidenmetabolisme, energiehomeostase en weefselremodellering. Tijdens door vetrijke voeding geïnduceerde obesitas worden macrofagen geactiveerd door van lipiden afgeleide "gevaarsignalen" zoals ceramiden en palmitaat en bevorderen ze de vetweefselontsteking op een Nlrp3-ontstekingsafhankelijke manier. Aangezien het metabolische lot van vetzuren in macrofagen niet volledig is opgehelderd, hebben we de hypothese aangenomen dat de novo synthese van ceramide, via het snelheidsbeperkende enzym serine palmitoyltransferase lange keten (Sptlc)-2, vereist is voor door verzadigde vetzuren aangedreven Nlrp3 inflammasoomactivering in macrofagen. Hier rapporteren we dat mitochondriaal gerichte overexpressie van catalase, die is vastgesteld om oxidatieve stress te verminderen, de door ceramide geïnduceerde Nlrp3-inflammasoomactivering regelt, maar geen invloed heeft op de ATP-gemedieerde caspase-1-splitsing. Verrassend genoeg is myeloïde celspecifieke deletie van Sptlc2 niet vereist voor door palmitaat aangedreven Nlrp3-inflammasoomactivering. Bovendien had de ablatie van Sptlc2 in macrofagen geen invloed op macrofaagpolarisatie of door obesitas geïnduceerde vetweefselleukocytose. In overeenstemming met deze gegevens onthulde onderzoek naar insulineresistentie met behulp van hyperinsulinemische-euglycemische klemmen geen significante verschillen in zwaarlijvige muizen zonder ceramide de novo-synthesemachinerie in macrofagen. Deze gegevens suggereren dat alternatieve metabolische routes de van vetzuren afgeleide ceramidesynthese in macrofagen en de Nlrp3-inflammasoomactivering bij obesitas regelen.

Shadel, GS, Horvath, TL Mitochondriale ROS-signalering in homeostase van organismen. (2015) Cel 163(3):560-9. DOI: 10.1016/j.cell.2015.10.001

+ samenvatting uitvouwen

Longo, VD, Antebi, A., Bartke, A., Barzilai, N., Brown-Borg, HM, Caruso, C., Curiel, TJ, de Cabo, R., Franceschi, C., Gems, D., Ingram, DK, Johnson, TE, Kennedy, BK, Kenyon, C., Klein, S., Kopchick, JJ, Lepperdinger, G., Madeo, F., Mirisola, MG, Mitchell, JR, Passarino, G., Rudolph , KL, Sedivy, JM, Shadel, GS, Sinclair, DA, Spindler, SR, Suh, Y., Vijg, J., Vinciguerra, M., Fontana, L. Interventies om veroudering bij mensen te vertragen: zijn we er klaar voor? (2015) Aging Cell. 14(4):497-510. DOI: 10.1111/acel.12338

+ samenvatting uitvouwen

Kang, MJ, Yoon, CM, Kim, BH, Lee, CM, Zhou, Y., Sauler, M., Homer, R., Dhamija, A., Boffa, D., West, AP, Shadel, GS, Ting, JP, Tedrow, JR, Kaminski, N., Kim, WJ, Lee, CG, Oh, YM, Elias, JA Onderdrukking van NLRX1 bij chronische obstructieve longziekte. (2015) Tijdschrift voor klinisch onderzoek. 125(6):2458-62. DOI: 10.1172/JCI71747

+ samenvatting uitvouwen

2014

Rongvaux, A., Jackson, R., Harman, CC, Li, T., West, AP, de Zoete, MR, Wu, Y., Yordy, B., Lakhani, SA, Kuan, CY, Taniguchi, T. , Shadel, GS, Chen, ZJ, Iwasaki, A., Flavell, RA Apoptotische caspases voorkomen de inductie van type I interferonen door mitochondriaal DNA. (2014) Cel 159(7):1563-77. DOI: 10.1016/j.cell.2014.11.037

+ samenvatting uitvouwen

Clayton, DA, Shadel, GS Isolatie van mitochondriën van cellen en weefsels. (2014) Cold Spring Harbor-protocollen. 2014(10):pdb.top074542. DOI: 10.1101/pdb.top074542

+ samenvatting uitvouwen

Clayton, DA, Shadel, GS Zuivering van mitochondriën door centrifugatie met sucrosestapdichtheidsgradiënt. (2014) Cold Spring Harbor-protocollen. 2014(10):pdb.prot080028. DOI: 10.1101/pdb.prot080028

+ samenvatting uitvouwen

Clayton, DA, Shadel, GS Isolatie van mitochondriën van dierlijk weefsel. (2014) Cold Spring Harbor-protocollen. 2014(10):pdb.prot080010. DOI: 10.1101/pdb.prot080010

+ samenvatting uitvouwen

Clayton, DA, Shadel, GS Isolatie van mitochondriën uit weefselkweekcellen. (2014) Cold Spring Harbor-protocollen. 2014(10):pdb.prot080002. DOI: 10.1101/pdb.prot080002

+ samenvatting uitvouwen

Nouws, J., Shadel, GS microManaging mitochondriale vertaling. (2014) Cel 158(3):477-8. DOI: 10.1016/j.cell.2014.07.010

+ samenvatting uitvouwen

Shadel, GS Leef langer op MARS: een gistparadigma van mitochondriale adaptieve ROS-signalering bij veroudering. (2014) Microbiële cel. 1(5):140-144. DOI: 10.15698/mic2014.05.143

+ samenvatting uitvouwen

Mannam, P., Shinn, AS, Srivastava, A., Neamu, RF, Walker, WE, Bohanon, M., Merkel, J., Kang, MJ, Dela Cruz, CS, Ahasic, AM, Pisani, MA, Trentalange , M., West, AP, Shadel, GS, Elias, JA, Lee, PJ MKK3 reguleert mitochondriale biogenese en mitofagie bij sepsis-geïnduceerde longbeschadiging. (2014) Ben. J. Fysiol. Longcel mol. fysio. 306(7):L604-19. DOI: 10.1152/ajplung.00272.2013

+ samenvatting uitvouwen

Christen, BE, Shadel, GS Veroudering: het is zeer goed mogelijk om mitochondriale disfunctie te herstellen. (2014) Huidige biologie. 24(5):R206-8. DOI: 10.1016/j.cub.2014.01.027

+ samenvatting uitvouwen

Schröder, EA, Shadel, GS Overspraak tussen mitochondriale stresssignalen reguleert de chronologische levensduur van gist. (2014) Mech. Aging Dev. 135:41-9. DOI: 10.1016/j.mad.2013.12.002

+ samenvatting uitvouwen

Sharma, NK, Lebedeva, M., Thomas, T., Kovalenko, OA, Stumpf, JD, Shadel, GS, Santos, JH Intrinsieke mitochondriale DNA-reparatiedefecten bij Ataxia Telangiectasia. (2014) DNA-reparatie. 13:22-31. DOI: 10.1016/j.dnarep.2013.11.002

+ samenvatting uitvouwen

2013

Schroeder, EA, Raimundo, N., Shadel, GS Epigenetische uitschakeling bemiddelt door mitochondriën door stress veroorzaakte levensduur. (2013) Celstofwisseling. 17(6):954-64. DOI: 10.1016/j.cmet.2013.04.003

+ samenvatting uitvouwen

Bestwick, ML, Shadel, GS Accessoires voor de menselijke mitochondriale transcriptiemachinerie. (2013) Trends in de biochemische wetenschappen. 38(6):283-91. DOI: 10.1016/j.tibs.2013.03.006

+ samenvatting uitvouwen

Surovtseva, YV, Shadel, GS Transcriptie-onafhankelijke rol voor humaan mitochondriaal RNA-polymerase in mitochondriale ribosoombiogenese. (2013) Onderzoek naar nucleïnezuren. 41(4):2479-88. DOI: 10.1093/nar/gks1447

+ samenvatting uitvouwen

2012

Ocampo, A., Liu, J., Schroeder, EA, Shadel, GS, Barrientos, A. Mitochondriale ademhalingsdrempels reguleren de chronologische levensduur van gist en de verlenging ervan door caloriebeperking. (2012) Celstofwisseling. 16(1):55-67. DOI: 10.1016/j.cmet.2012.05.013

+ samenvatting uitvouwen

Longo, VD, Shadel, GS, Kaeberlein, M., Kennedy, B. Replicatieve en chronologische veroudering bij Saccharomyces cerevisiae. (2012) Celstofwisseling. 16(1):18-31. DOI: 10.1016/j.cmet.2012.06.002

+ samenvatting uitvouwen

Lodeiro, MF, Uchida, A., Bestwick, M., Moustafa, IM, Arnold, JJ, Shadel, GS, Cameron, Ce Transcriptie van de tweede zwaarstrengpromotor van menselijk mtDNA wordt in vitro onderdrukt door transcriptiefactor A. (2012) Proceedings van de National Academy of Sciences in de Verenigde Staten van Amerika. 109(17):6513-8. DOI: 10.1073/pnas.1118710109

+ samenvatting uitvouwen

Schröder, EA, Shadel, GS Alternatieve mitochondriale brandstof verlengt levensduur (2012) Celstofwisseling. 15(4):417-8. DOI: 10.1016/j.cmet.2012.03.011

+ samenvatting uitvouwen

Raimundo, N., Song, L., Shutt, TE, McKay, SE, Cotney, J., Guan, MX, Gilliland, TC, Hohuan, D., Santos-Sacchi, J., Shadel, GS Mitochondriale stress schakelt E2F1-apoptotische signalering in om doofheid te veroorzaken. (2012) Cel 148(4):716-26. DOI: 10.1016/j.cell.2011.12.027

+ samenvatting uitvouwen

Woo, DK, Groen, PD, Santos, JH, D'Souza, AD, Walther, Z., Martin, WD, Christian, BE, Chandel, NS, Shadel, GS Instabiliteit van het mitochondriale genoom en ROS verbeteren de vorming van darmtumoren bij APC (Min / +) muizen. (2012) Ben. J. Pathol. 180(1):24-31. DOI: 10.1016/j.ajpath.2011.10.003

+ samenvatting uitvouwen

Malarkey, CS, Bestwick, M., Kuhlwilm, JE, Shadel, GS, Churchill, ME Transcriptionele activering door mitochondriale transcriptiefactor A omvat preferentiële vervorming van promotor-DNA. (2012) Onderzoek naar nucleïnezuren. 40(2):614-24. DOI: 10.1093/nar/gkr787

+ samenvatting uitvouwen

2011

Liu, L., Sanosaka, M., Lei, S., Bestwick, ML, Frey, JH, Surovtseva, YV, Shadel, GS, Kuiper, parlementslid LRP130-eiwit remodelleert mitochondriën en stimuleert vetzuuroxidatie. (2011) Tijdschrift voor biologische chemie. 286(48):41253-64. DOI: 10.1074/jbc.M111.276121

+ samenvatting uitvouwen

Surovtseva, YV, Shutt, TE, Cotney, J., Cimen, H., Chen, SY, Koc, EC, Shadel, GS Mitochondriaal ribosomaal eiwit L12 associeert zich selectief met humaan mitochondriaal RNA-polymerase om transcriptie te activeren. (2011) Proceedings van de National Academy of Sciences in de Verenigde Staten van Amerika. 108(44):17921-6. DOI: 10.1073/pnas.1108852108

+ samenvatting uitvouwen

Basale transcriptie van menselijk mitochondriaal DNA (mtDNA) in vitro vereist de single-subunit, bacteriofaag-gerelateerde RNA-polymerase, POLRMT en transcriptiefactor h-mtTFB2. Dit tweecomponentensysteem wordt differentieel geactiveerd bij mtDNA-promotors door menselijke mitochondriale transcriptiefactor A (h-mtTFA). Mitochondriaal ribosomaal eiwit L7/L12 (MRPL12) bindt rechtstreeks aan POLRMT, maar of het dit doet in de context van het ribosoom of als een "vrij" eiwit in de matrix is onbekend. Bovendien is bestaand bewijs dat MRPL12 mitochondriale transcriptie activeert, afkomstig van overexpressiestudies in gekweekte cellen en transcriptie-experimenten met behulp van ruwe mitochondriale lysaten, waardoor directe effecten van MRPL12 op transcriptie niet kunnen worden toegewezen. Hier rapporteren we dat uitputting van MRPL12 uit HeLa-cellen door shRNA resulteert in verlaagde steady-state niveaus van mitochondriale transcripten, die niet worden verklaard door veranderingen in RNA-stabiliteit. We laten ook zien dat er een aanzienlijke "vrije" pool van MRPL12 bestaat in menselijke mitochondriën die niet geassocieerd zijn met ribosomen. "Vrij" MRPL12 bindt selectief aan POLRMT in vivo in een complex dat verschilt van die welke h-mtTFB2 bevatten. Ten slotte tonen we met behulp van een volledig recombinant mitochondriaal transcriptiesysteem aan dat MRPL12 promotorafhankelijke en promotoronafhankelijke transcriptie direct in vitro stimuleert. Op basis van deze resultaten stellen we voor dat MRPL12, wanneer het niet geassocieerd is met ribosomen, een tweede functie heeft bij transcriptie, misschien om de overgang van initiatie naar verlenging te vergemakkelijken. We speculeren dat dit een mechanisme is om mitochondriale ribosoombiogenese en transcriptie in menselijke mitochondriën te coördineren, waar transcriptie van rRNA's van het mtDNA vermoedelijk moet worden aangepast in overeenstemming met de snelheid van invoer en assemblage van de door de kern gecodeerde MRP's in ribosomen.

Baysal, BE, McKay, SE, Kim, YJ, Zhang, Z., Alila, L., Willett-Brozick, JE, Pacak, K., Kim, TH, Shadel, GS Genomische imprinting op een grenselement dat de SDHD-locus flankeert. (2011) Menselijke moleculaire genetica. 20(22):4452-61. DOI: 10.1093/hmg/ddr376

+ samenvatting uitvouwen

Raimundo, N., Baysal, BE, Shadel, GS De TCA-cyclus opnieuw bekijken: signalering voor tumorvorming. (2011) Trends in Molecular Medicine. 17(11):641-9. DOI: 10.1016/j.molmed.2011.06.001

+ samenvatting uitvouwen

Pan, Y., Schroeder, EA, Ocampo, A., Barrientos, A., Shadel, GS Regulatie van de chronologische levensduur van gist door TORC1 via adaptieve mitochondriale ROS-signalering. (2011) Celstofwisseling. 13(6):668-78. DOI: 10.1016/j.cmet.2011.03.018

+ samenvatting uitvouwen

West, AP, Shadel, GS, Gosh, S. Mitochondria in aangeboren immuunresponsen. (2011) Natuur beoordelingen. Immunologie. 11(6):389-402. DOI: 10.1038/nri2975

+ samenvatting uitvouwen

Chatenay-Lapointe, M., Shadel, GS Onderdrukking van mitochondriale translatie, ademhaling en een door de metabole cyclus gereguleerd gen, SLF1, door het gist Pumilio-familie-eiwit Puf3p. (2011) PLOS One. 6(5):e20441. DOI: 10.1371/journal.pone.0020441

+ samenvatting uitvouwen

Synthese en assemblage van het mitochondriale oxidatieve fosforylering (OXPHOS) -systeem vereist genen die zich zowel in het nucleaire als het mitochondriale genoom bevinden, maar hoe genexpressie wordt gecoördineerd tussen deze twee compartimenten is niet volledig duidelijk. Eén niveau van controle is via gereguleerde expressie van mitochondriale ribosomale eiwitten en andere factoren die nodig zijn voor mitochondriale translatie en OXPHOS-assemblage, die allemaal producten zijn van nucleaire genen die vervolgens in mitochondriën worden geïmporteerd. Interessant is dat dit kader van genen in ontluikende gist een 3'-UTR-element gemeen heeft dat gebonden is door het Pumilio-familie-eiwit, Puf3p, en onder veel omstandigheden gecoördineerd wordt gereguleerd, ook tijdens de gistmetabolische cyclus. Meerdere functies zijn toegewezen aan Puf3p, waaronder het bevorderen van mRNA-afbraak, het lokaliseren van door de kern gecodeerde mitochondriale transcripten naar het buitenste mitochondriale membraan en het faciliteren van mitochondriën-cytoskeletale interacties en motiliteit. Hier laten we zien dat Puf3p een algemeen repressief effect heeft op mitochondriale OXPHOS-overvloed, translatie en ademhaling die geen veranderingen in de algehele mitochondriale biogenese met zich meebrengt en grotendeels onafhankelijk is van TORC1-mitochondriale signalering. We identificeerden ook de cytoplasmatische translatiefactor Slf1p als een gistmetabolisch cyclusgereguleerd gen dat wordt onderdrukt door Puf3p op het post-transcriptionele niveau en bevordert de ademhaling en verlenging van de chronologische levensduur van gist wanneer het tot overexpressie wordt gebracht. Al met al zouden deze resultaten toekomstige studies moeten vergemakkelijken over welke van de vele functies van Puf3p het meest relevant is voor het reguleren van mitochondriale genexpressie en de rol van nucleair-mitochondriale communicatie bij veroudering en een lang leven.

West, AP, Brodsky, IE, Rahner, C., Woo, DK, Erdjument-Bromage, H., Tempst, P., Walsh, MC, Choi, Y., Shadel, GS, Gosh, S. TLR-signalering verhoogt de bacteriedodende activiteit van macrofagen door middel van mitochondriale ROS. (2011) Natuur. 472(7344):476-80. DOI: 10.1038/natuur09973

+ samenvatting uitvouwen

Shutt, TE, Bestwick, M., Shadel, GS Het belangrijkste menselijke mitochondriale transcriptie-initiatiecomplex: er zijn er maar twee nodig om te tango. (2011) Transcriptie. 2(2):55-59. DOI: 10.4161/trns.2.2.14296

+ samenvatting uitvouwen

Wauw, DK, Shadel, GS Mitochondriale stresssignalen herzien een oude verouderingstheorie. (2011) Cel 144(1):11-2. DOI: 10.1016/j.cell.2010.12.023

+ samenvatting uitvouwen

2010

Lee, HY, Choi, CS, Birkenfeld, AL, Alves, TC, Jornayvaz, FR, Jurczak, MJ, Zhang, D., Woo, DK, Shadel, GS, Ladiges, W., Rabinovitch, PS, Santos, JH, Petersen, KF, Samuel, VT, Shulman, GI Gerichte expressie van katalase naar mitochondriën voorkomt leeftijdsgebonden verminderingen van de mitochondriale functie en insulineresistentie. (2010) Celstofwisseling. 12(6):668-74. DOI: 10.1016/j.cmet.2010.11.004

+ samenvatting uitvouwen

Chatenay-Lapointe, M., Shadel, GS Gestreste mitochondriën worden MAD. (2010) Celstofwisseling. 12(6):559-60. DOI: 10.1016/j.cmet.2010.11.018

+ samenvatting uitvouwen

Shutt, TE, Lodeiro, MF, Cotney, J., Cameron, CE, Shadel, GS De kern van het menselijke mitochondriale transcriptieapparaat is in vitro een gereguleerd tweecomponentensysteem. (2010) Proceedings van de National Academy of Sciences in de Verenigde Staten van Amerika. 107(27):12133-8. DOI: 10.1073/pnas.0910581107

+ samenvatting uitvouwen

Shutt, TE, Shadel, GS Een compendium van menselijke mitochondriale genexpressiemachines met links naar ziekte. (2010) Milieu- en moleculaire mutagenese. 51(5):360-79. DOI: 10.1002/em.20571

+ samenvatting uitvouwen

2009

Pawar, V., Jingjing, L., Patel, N., Kaur, N., Doetsch, PW, Shadel, GS, Zhang, H., Siede, W. Checkpoint-kinase-fosforylering als reactie op endogene oxidatieve DNA-schade in Saccharomyces cerevisiae met reparatiedeficiënte stationaire fase. (2009) Mech. Aging Dev. 130(8):501-8. DOI: 10.1016/j.mad.2009.06.002

+ samenvatting uitvouwen

Shadel, GS, Pan, Y. Veelzijdige regulatie van mitochondriën door TOR. (2009) Celcyclus. 8(14):2143. DOI: 10.4161/cc.8.14.9117

Cotney, J., McKay, SE, Shadel, GS Opheldering van afzonderlijke, maar samenwerkende functies van de rRNA-methyltransferase-gerelateerde menselijke mitochondriale transcriptiefactoren B1 en B2 in mitochondriale biogenese onthult nieuw inzicht in mate (2009) Menselijke moleculaire genetica. 18(14):2670-82. DOI: 10.1093/hmg/ddp208

+ samenvatting uitvouwen

Griffiths, LM, Doudican, NA, Shadel, GS, Doetsch, PW Mitochondriaal DNA oxidatieve schade en mutagenese in Saccharomyces cerevisiae. (2009) Methoden in de moleculaire biologie. 554:267-86. DOI: 10.1007/978-1-59745-521-3_17

+ samenvatting uitvouwen

Crouser, ED, Shao, G., Julian, MW, Macre, JE, Shadel, GS, Tridandapani, S., Huang, Q., Wewers, MD Activering van monocyten door necrotische cellen wordt bevorderd door mitochondriale eiwitten en formylpeptidereceptoren. (2009) Critical Care Geneeskunde. 37(6):2000-9. DOI: 10.1097/CCM.0b013e3181a001ae

+ samenvatting uitvouwen

Suissa, S., Wang, Z., Poole, J., Wittkopp, S., Feder, J., Shutt, TE, Wallace, DC, Shadel, GS, Mismar, D. Oude genetische varianten van mtDNA moduleren mtDNA-transcriptie en -replicatie. (2009) PLOS Genetica. 5(5):e1000474. DOI: 10.1371/journal.pgen.1000474

+ samenvatting uitvouwen

Hoewel de functionele gevolgen van mitochondriaal DNA (mtDNA) genetische achtergronden (haplotypes, haplogroepen) zijn aangetoond door zowel ziekteassociatiestudies als celkweekexperimenten, is het niet duidelijk welke van de mutaties binnen de haplogroep functionele implicaties hebben en welke "evolutionair stil" zijn. lifters". We zijn begonnen met het bestuderen van de functionaliteit van haplogroep-definiërende mutaties binnen het mtDNA-transcriptie / replicatie-regulerende gebied door in vitro transcriptie, in de hypothese dat haplogroep-definiërende mutaties die voorkomen binnen regulerende motieven van mtDNA deze processen zouden kunnen beïnvloeden. We hebben dus> 2500 complete menselijke mtDNA's gescreend die alle grote populaties wereldwijd vertegenwoordigen op natuurlijke variatie in experimenteel vastgestelde eiwitbindingsplaatsen en regulerende regio's met in totaal 241 bp in elk mtDNA. Ons scherm onthulde 77/241 sites die puntmutaties vertoonden die konden worden onderverdeeld in niet-vaste (57/77, 74%) en haplogroep/sub-haplogroep-definiërende veranderingen (dwz populatie-vaste veranderingen, 20/77, 26%). De variant die de Kaukasische haplogroep J (C295T) definieert, verhoogde de binding van TFAM (Electro Mobility Shift Assay) en de capaciteit van in vitro L-strengtranscriptie, vooral van een korter transcript dat direct stroomopwaarts van geconserveerd sequentieblok 1 (CSB1) in kaart wordt gebracht. regio geassocieerd met RNA-priming van mtDNA-replicatie. In overeenstemming met deze bevinding hadden cybriden (dwz cellen met dezelfde nucleaire genetische achtergrond maar verschillend in hun mtDNA-achtergronden) die haplogroep J mtDNA herbergden een >2-voudige toename van het aantal mtDNA-kopieën, in vergelijking met cybriden die haplogroep H bevatten, zonder duidelijke verschillen. in steady-state niveaus van mtDNA-gecodeerde transcripten. Daarom beïnvloedt een mutatie in het regulerende gebied van haplogroep J de replicatie of stabiliteit van mtDNA, wat gedeeltelijk de fenotypische impact van deze haplogroep kan verklaren. Onze analyse toont dus voor het eerst de functionele impact aan van bepaalde mtDNA-haplogroep-definiërende mutaties in het controlegebied, wat de weg vrijmaakt voor het beoordelen van de functionaliteit van zowel gefixeerde als niet-gefixeerde genetische varianten in het mitochondriale genoom.

Lebedeva, MA, Eaton, JS, Shadel, GS Verlies van p53 veroorzaakt uitputting van mitochondriaal DNA en veranderde homeostase van reactieve zuurstofsoorten in de mitochondriën. (2009) Biochimica en Biophysica Acta. 1787(5):328-34. DOI: 10.1016/j.bbabio.2009.01.004

+ samenvatting uitvouwen

Raimundo, N., Shadel, GS Een "radicale" mitochondriale kijk op autofagie-gerelateerde pathologie. (2009) Veroudering. 1(4):354-6. DOI: 10.18632/veroudering.100037

Tal, MC, Sasai, M., Lee, HK, Yordy, B., Shadel, GS, Iwasaki, A. Afwezigheid van autofagie resulteert in reactieve zuurstofsoortafhankelijke versterking van RLR-signalering. (2009) Proceedings van de National Academy of Sciences in de Verenigde Staten van Amerika. 106(8):2770-5. DOI: 10.1073/pnas.0807694106

+ samenvatting uitvouwen

Pan, Y., Shadel, GS Verlenging van de chronologische levensduur door verminderde TOR-signalering vereist neerwaartse regulatie van Sch9p en omvat een verhoogde mitochondriale OXPHOS-complexdichtheid. (2009) Veroudering. 1(1):131-45. DOI: 10.18632/veroudering.100016

+ samenvatting uitvouwen

2008

Shadel, GS In de wilde grens van mitochondriale ziekte en veroudering. (2008) Methods. 46(4):239-40. DOI: 10.1016/j.ymeth.2008.10.027

Bonawitz, ND, Chatenay-Lapointe, M., Wearn, CM, Shadel, GS Expressie van het rDNA-gecodeerde mitochondriale eiwit Tar1p wordt strikt gecontroleerd en reageert differentieel op mitochondriale ademhalingsvraag en disfunctie. (2008) Huidige genetica. 54(2):83-94. DOI: 10.1007/s00294-008-0203-0

+ samenvatting uitvouwen

Shadel, GS Expressie en onderhoud van mitochondriaal DNA: nieuwe inzichten in de pathologie van menselijke ziekten. (2008) Ben. J. Pathol. 172(6):1445-56. DOI: 10.2353/ajpath.2008.071163

+ samenvatting uitvouwen

Schleicher, M., Shepherd, BR, Suarez, Y., Fernandez-Hernando, C., Yu, J., Pan, Y., Acevedo, LM, Shadel, GS, Sessa, WC Prohibitin-1 handhaaft de angiogene capaciteit van endotheelcellen door de mitochondriale functie en senescentie te reguleren. (2008) Journal of celbiologie. 180(1):101-12. DOI: 10.1083/jcb.200706072

+ samenvatting uitvouwen

2007

Eaton, JS, Lin, ZP, Sartorelli, AC, Bonawitz, ND, Shadel, GS Ataxia-telangiëctasie gemuteerd kinase reguleert ribonucleotide-reductase en mitochondriale homeostase. (2007) Tijdschrift voor klinisch onderzoek. 117(9):2723-34. DOI: 10.1172/JCI31604

+ samenvatting uitvouwen

Lebedeva, MA, Shadel, GS Celcyclus- en ribonucleotidereductase-gestuurde veranderingen in het aantal mtDNA-kopieën beïnvloeden de mtDNA-overerving zonder de mitochondriale genexpressie in gevaar te brengen. (2007) Celcyclus. 6(16):2048-57. DOI: 10.4161/cc.6.16.4572

+ samenvatting uitvouwen

Bonawitz, ND, Shadel, GS Heroverweging van de mitochondriale theorie van veroudering: de rol van mitochondriale genexpressie bij het bepalen van de levensduur. (2007) Celcyclus. 6(13):1574-8. DOI: 10.4161/cc.6.13.4457

+ samenvatting uitvouwen

Cotney, J., Wang, Z., Shadel, GS Relatieve overvloed van het menselijke mitochondriale transcriptiesysteem en verschillende rollen voor h-mtTFB1 en h-mtTFB2 in mitochondriale biogenese en genexpressie. (2007) Onderzoek naar nucleïnezuren. 35(12):4042-54. DOI: 10.1093/nar/gkm424

+ samenvatting uitvouwen

Bonawitz, ND, Chatenay-Lapointe, M., Pan, Y., Shadel, GS Verminderde TOR-signalering verlengt de chronologische levensduur via verhoogde ademhaling en opregulatie van mitochondriale genexpressie. (2007) Celstofwisseling. 5(4):265-77. DOI: 10.1016/j.cmet.2007.02.009

+ samenvatting uitvouwen

Wang, Z., Cotney, J., Shadel, GS Humaan mitochondriaal ribosomaal eiwit MRPL12 interageert rechtstreeks met mitochondriaal RNA-polymerase om mitochondriale genexpressie te moduleren. (2007) Tijdschrift voor biologische chemie. 282(17):12610-8. DOI: 10.1074/jbc.M700461200

+ samenvatting uitvouwen

De kern van de menselijke mitochondriale transcriptiemachinerie omvat een enkele subeenheid bacteriofaag-gerelateerd RNA-polymerase, POLRMT, het DNA-bindende eiwit h-mtTFA/TFAM met hoge mobiliteit, en twee transcriptionele co-activatoreiwitten, h-mtTFB1 en h-mtTFB2 die ook hebben rRNA-methyltransferase-activiteit. Recapitulatie van specifieke initiatie van transcriptie in vitro kan worden bereikt door een complex van POL-RMT, h-mtTFA en h-mtTFB1 of h-mtTFB2. De aard van mitochondriale transcriptiecomplexen in vivo en de mogelijke betrokkenheid van extra eiwitten bij het transcriptieproces in menselijke mitochondriën zijn echter niet uitgebreid onderzocht. In Saccharomyces cerevisiae zijn transcriptie en translatie fysiek gekoppeld via de vorming van een multiproteïnecomplex dat wordt gevormd door de binding van Nam1p aan het amino-terminale domein van mtRNA-polymerase (Rpo41p). Dit modelsysteemparadigma bracht ons ertoe om te zoeken naar eiwitten die interageren met POLRMT om mitochondriale genexpressie bij mensen te reguleren. Met behulp van een affiniteitsstrategie om POL-RMT-bindende eiwitten te identificeren, identificeerden we mitochondriaal ribosomaal eiwit L7/L12 (MRPL12) als een eiwit in HeLa mitochondriale extracten dat specifiek interageert met POLRMT in vitro. Gezuiverd recombinant MRPL12 bindt aan POLRMT en stimuleert mitochondriale transcriptieactiviteit in vitro, wat aantoont dat deze interactie zowel direct als functioneel is. Ten slotte worden van HeLa-cellen die FLAG-epitoop-gelabeld MRPL12 tot overexpressie brengen, verhoogde steady-state niveaus van mtDNA-gecodeerde transcripten waargenomen en kunnen MRPL12-POLRMT-complexen co-immunoprecipiteerd worden, wat sterk bewijs levert dat deze interactie de mitochondriale transcriptie of RNA-stabiliteit in vivo verbetert. . We speculeren dat de MRPL12-interactie met POLRMT waarschijnlijk deel uitmaakt van een nieuw regulerend mechanisme dat mitochondriale transcriptie coördineert met translatie en/of ribosoombiogenese tijdens menselijke mitochondriale genexpressie.

Zhang, H., Luo, Y., Zhang, W., He, Y., Dai, S., Zhang, R., Huang, Y., Bernatchez, P., Giordano, FJ, Schaduw, G., Sessa, WC, Min, W. Endotheelspecifieke expressie van mitochondriaal thioredoxine verbetert de endotheelcelfunctie en vermindert atherosclerotische laesies. (2007) Ben. J. Pathol. 170(3):1108-20. DOI: 10.2353/ajpath.2007.060960

+ samenvatting uitvouwen

Lin, ZP, Belcourt, MF, Carbone, R., Eaton, JS, Penketh, PG, Shadel, GS, Cory, JG, Sartorelli, AC Overtollige ribonucleotide-reductase R2-subeenheden coördineren het S-fase-controlepunt om herstel van DNA-schade en herstel van replicatiestress te vergemakkelijken. (2007) Biochem. Pharmacol. 73(6):760-72. DOI: 10.1016/j.bcp.2006.11.014

+ samenvatting uitvouwen

Shutt, TE, Shadel, GS Uitbreiding van het mitochondriale interactoom. (2007) Genoombiologie 8(2):203. DOI: 10.1186/gb-2007-8-2-203

+ samenvatting uitvouwen

2006

Bonawitz, ND, Clayton, DA, Shadel, GS Initiatie en verder: meerdere functies van de menselijke mitochondriale transcriptiemachinerie. (2006) Moleculaire cel. 24(6):813-25. DOI: 10.1016/j.molcel.2006.11.024

+ samenvatting uitvouwen

Cotney, J., Shadel, GS Bewijs voor een vroege genduplicatie-gebeurtenis in de evolutie van de mitochondriale transcriptiefactor B-familie en het behoud van rRNA-methyltransferase-activiteit in menselijk mtTFB1 en mtTFB2. (2006) J Mol. Evolueren. 63(5):707-17. DOI: 10.1007/s00239-006-0075-1

+ samenvatting uitvouwen

De meeste metazoans hebben twee nucleaire genen die coderen voor orthologen van de goed gekarakteriseerde Saccharomyces cerevisiae mitochondriale transcriptiefactor B (sc-mtTFB). Deze klasse van transcriptiefactoren is homoloog aan de bacteriële KsgA-familie van rRNA-methyltransferasen, die in Escherichia coli aangrenzende adenineresten in een stamlus van het 16S-rRNA dimethyleert. Deze posttranscriptionele modificatie is geconserveerd in de meeste metazoïsche cytoplasmatische en mitochondriale rRNA's. Homo sapiens mitochondriale transcriptiefactor B1 (h-mtTFB1) bezit deze enzymatische activiteit, wat het impliceert als een eiwit met dubbele functie dat betrokken is bij mitochondriale transcriptie en translatie. Hier laten we zien dat h-mtTFB2 ook rRNA-methyltransferase-activiteit heeft, maar een minder efficiënt enzym is dan h-mtTFB1. Sc-mtTFB heeft daarentegen geen detecteerbare rRNA-methyltransferase-activiteit, wat correleert met het ontbreken van de overeenkomstige modificatie in het mitochondriale rRNA van ontluikende gist. Op basis van deze resultaten en rapporten dat mtTFB1 en mtTFB2 van Drosophila melanogaster geen volledig overlappende functies hebben, stellen we een model voor voor menselijke mtDNA-regulatie dat rekening houdt met h-mtTFB1 en h-mtTFB2 die waarschijnlijk gedeeltelijk redundante transcriptiefactor- en rRNA-methyltransferasefuncties hebben. Ten slotte suggereren fylogenetische analyses van deze familie van eiwitten sterk dat de aanwezigheid van twee mtTFB-homologen in metazoën het resultaat is van een genduplicatiegebeurtenis die vroeg in de eukaryote evolutie plaatsvond voorafgaand aan de divergentie van schimmels en metazoën. Dit model suggereert dat, na de genduplicatiegebeurtenis, differentiële selectieve druk op de rRNA-methyltransferase- en transcriptiefactoractiviteiten van mtTFB-genen optrad, met extreme gevallen die culmineerden in het verlies van een van de paraloge genen bij bepaalde soorten.

Bonawitz, ND, Rodeheffer, MS, Shadel, GS Defecte mitochondriale genexpressie resulteert in door reactieve zuurstofspecies gemedieerde remming van de ademhaling en verkorting van de levensduur van gist. (2006) Moleculaire en celbiologie. 26(13):4818-29. DOI: 10.1128/MCB.02360-05

+ samenvatting uitvouwen

2005

O'Rourke, TW, Doudican, NA, Zhang, H., Eaton, JS, Doetsch, PW, Shadel, GS Differentiële betrokkenheid van de verwante DNA-helicasen Pif1p en Rrm3p bij mtDNA-puntmutagenese en stabiliteit. (2005) Gen. 354:86-92. DOI: 10.1016/j.gene.2005.03.031

+ samenvatting uitvouwen

Met uitzondering van het herstel van base-excisie, zijn geconserveerde routes en mechanismen die de stabiliteit van het mitochondriale genoom handhaven grotendeels onafgebakend gebleven. In de ontluikende gist, Saccharomyces cerevisiae, is Pif1p een unieke DNA-helicase die zowel in de kern als in de mitochondriën is gelokaliseerd, waar het betrokken is bij het handhaven van de DNA-integriteit. We hebben eerder een rol voor Pif1p in oxidatieve mtDNA-schaderesistentie opgehelderd die lijkt te verschillen van zijn veronderstelde functie in mtDNA-recombinatie. Stammen zonder Pif1p (pif1Delta) vertonen een verhoogde vormingssnelheid van petite mutanten (een indicator van mtDNA-instabiliteit) en verhoogde mtDNA-puntmutagenese. Hier laten we zien dat deletie van het RRM3-gen, dat codeert voor een DNA-helicase die nauw verwant is aan Pif1p, het fenotype van petite-inductie van een pif1Delta-stam aanzienlijk redt. Onderdrukking van dit fenotype ging echter niet gepaard met een overeenkomstige afname van mtDNA-puntmutagenese. In plaats daarvan resulteerde deletie van alleen RRM3 in een toename van mtDNA-puntmutagenese die synergetisch was met die veroorzaakt door een pif1Delta-mutatie. Bovendien ontdekten we dat overexpressie van RNR1, dat codeert voor een grote subeenheid van ribonucleotidereductase (RNR), het fenotype van petite-inductie van een pif1Delta-mutatie in dezelfde mate redde als deletie van RRM3. Dit, gekoppeld aan onze bevinding dat het Rad53p-eiwitkinase wordt gefosforyleerd in de rrm3Delta pif1Delta dubbelmutante stam, leidt ons tot de conclusie dat een mechanisme waarbij deletie van RRM3 de mtDNA-stabiliteit beïnvloedt, is door het moduleren van mitochondriale deoxynucleoside-trifosfaatpools. We stellen voor dat dit wordt bereikt door te signaleren via de geconserveerde Mec1 / Rad53, S-fase checkpoint-route om de expressie en activiteit van RNR te induceren. Al met al definiëren onze resultaten een nieuwe rol voor Rrm3p in de mitochondriale functie en geven ze aan dat Pif1p en Rrm3p een gemeenschappelijk proces (of processen) beïnvloeden dat betrokken is bij mtDNA-replicatie, reparatie of stabiliteit.

Shadel, GS Mitochondriaal DNA, aconitase 'pakt' het in. (2005) Trends in de biochemische wetenschappen. 30(6):294-6. DOI: 10.1016/j.tibs.2005.04.007

+ samenvatting uitvouwen

Doudican, NA, Song, B., Shadel, GS, Doetsch, PW Oxidatieve DNA-schade veroorzaakt mitochondriale genomische instabiliteit in Saccharomyces cerevisiae. (2005) Moleculaire en celbiologie. 25(12):5196-204. DOI: 10.1128/MCB.25.12.5196-5204.2005

+ samenvatting uitvouwen

Taylor, SD, Zhang, H., Eaton, JS, Rodeheffer, MS, Lebedeva, MA, O'rourke, TW, Siede, W., Shadel, GS De geconserveerde Mec1 / Rad53 nucleaire checkpoint-route reguleert het aantal mitochondriale DNA-kopieën in Saccharomyces cerevisiae. (2005) Moleculaire biologie van de cel. 16(6):3010-8. DOI: 10.1091/mbc.e05-01-0053

+ samenvatting uitvouwen

2004

Shadel, GS Het koppelen van de mitochondriale transcriptiemachines aan ziekten bij de mens. (2004) Trends in genetica. 20(10):513-9. DOI: 10.1016/j.tig.2004.08.005

+ samenvatting uitvouwen

Shadel, GS Een mitochondriale transcriptiefactor met dubbele functie stemt doofheid af. (2004) Moleculaire genetica en metabolisme. 82(1):1-3. DOI: 10.1016/j.ymgme.2004.02.003

2003

McCulloch, V., Shadel, GS Menselijke mitochondriale transcriptiefactor B1 interageert met het C-terminale activeringsgebied van h-mtTFA en stimuleert transcriptie onafhankelijk van zijn RNA-methyltransferase-activiteit. (2003) Moleculaire en celbiologie. 23 (16) 5816-24.

+ samenvatting uitvouwen

Rodeheffer, MS, Shadel, GS Meerdere interacties waarbij het amino-terminale domein van gist-mtRNA-polymerase betrokken is, bepalen de efficiëntie van mitochondriale eiwitsynthese. (2003) Tijdschrift voor biologische chemie. 278(20):18695-701. DOI: 10.1074/jbc.M301399200

+ samenvatting uitvouwen

Seidel-Rogol, BL, McCulloch, V., Shadel, GS Menselijke mitochondriale transcriptiefactor B1 methyleert ribosomaal RNA op een geconserveerde stamlus. (2003) Natuurgenetica. 33(1):23-4. DOI: 10.1038/ng1064

+ samenvatting uitvouwen

2002

Coelho, PS, Bryan, AC, Kumar, A., Shadel, GS, Snijder, M. Een nieuw mitochondriaal eiwit, Tar1p, is gecodeerd op de antisense streng van het nucleaire 25S rDNA. (2002) Genen en ontwikkeling. 16(21):2755-60. DOI: 10.1101/gad.1035002

+ samenvatting uitvouwen

O'Rourke, TW, Doudican, NA, Mackereth, MD, Doetsch, PW, Shadel, GS Mitochondriale disfunctie als gevolg van oxidatieve mitochondriale DNA-schade wordt verminderd door coöperatieve acties van diverse eiwitten. (2002) Moleculaire en celbiologie. 22 (12) 4086-93.

+ samenvatting uitvouwen

Het mitochondriale genoom is een belangrijk doelwit van exogene en endogene genotoxische middelen; de determinanten die deze gevoeligheid bepalen en de routes die beschikbaar zijn om mitochondriaal DNA (mtDNA) -schade te weerstaan, zijn echter niet goed gekarakteriseerd. Hier rapporteren we dat oxidatieve mtDNA-schade verhoogd is in stammen zonder Ntg1p, wat het eerste directe functionele bewijs levert dat dit mitochondrion-gelokaliseerde base-excisieherstel-enzym functioneert om mtDNA te beschermen. Ntg1-nulstammen vertoonden echter geen mitochondriaal ademhalingsdeficiënt (petite) fenotype, wat suggereert dat mtDNA-schade wordt onderhandeld door de coöperatieve acties van meerdere schaderesistentieroutes. Null-mutaties in ABF2 of PIF1, twee genen die betrokken zijn bij mtDNA-onderhoud en recombinatie, vertonen een synthetisch-petite fenotype in combinatie met ntg1-nulmutaties die gepaard gaat met verbeterde mtDNA-puntmutagenese in de overeenkomstige dubbel-mutante stammen. Dit fenotype werd gedeeltelijk gered door malonzuur, wat aangeeft dat reactieve zuurstofspecies gegenereerd door de elektronentransportketen bijdragen aan mitochondriale disfunctie in abf2 Delta-stammen. Wanneer daarentegen twee andere genen die betrokken zijn bij mtDNA-recombinatie, CCE1 en NUC1, werden geïnactiveerd, werd er geen sterk synthetisch-klein fenotype waargenomen, wat suggereert dat de effecten die worden gemedieerd door Abf2p en Pif1p het gevolg zijn van nieuwe activiteiten van deze eiwitten anders dan recombinatie. Deze resultaten documenteren het bestaan van recombinatie-onafhankelijke mechanismen naast base-excisieherstel om oxidatieve mtDNA-schade in Saccharomyces cerevisiae het hoofd te bieden. Dergelijke systemen zijn waarschijnlijk relevant voor degenen die in menselijke cellen werken waar mtDNA-recombinatie minder voorkomt, waardoor gist wordt gevalideerd als een modelsysteem om deze belangrijke kwesties te bestuderen.

Seidel-Rogol, BL, Shadel, GS Modulatie van mitochondriale transcriptie als reactie op mtDNA-uitputting en repletie in HeLa-cellen. (2002) Onderzoek naar nucleïnezuren. 30 (9) 1929-34.

+ samenvatting uitvouwen

McCulloch, V., Seidel-Rogol, BL, Shadel, GS Een menselijke mitochondriale transcriptiefactor is gerelateerd aan RNA-adeninemethyltransferasen en bindt S-adenosylmethionine. (2002) Moleculaire en celbiologie. 22 (4) 1116-25.

+ samenvatting uitvouwen

Bryan, AC, Rodeheffer, MS, Wearn, CM, Shadel, GS Sls1p is een membraangebonden regulator van transcriptie-gekoppelde processen die betrokken zijn bij mitochondriale genexpressie van Saccharomyces cerevisiae. (2002) Genetica. 160 (1) 75-82.

+ samenvatting uitvouwen

2001

Shadel, GS, Seidel-Rogol, BL Diagnostische assays voor defecten in mtDNA-replicatie en transcriptie bij gist en mensen. (2001) Methoden in de celbiologie. 80:465-79. DOI: 10.1016/S0091-679X(06)80023-3

Seidel-Rogol, BL, Shadel, GS Diagnostische assays voor defecten in mitochondriale DNA-replicatie en transcriptie in gist en menselijke cellen. (2001) Methoden in de celbiologie. 65:413-27. DOI: 10.1016/s0091-679x(01)65024-6

Rodeheffer, MS, Boone, BE, Bryan, AC, Shadel, GS Nam1p, een eiwit dat betrokken is bij RNA-verwerking en -translatie, is gekoppeld aan transcriptie door een interactie met gist mitochondriaal RNA-polymerase. (2001) Tijdschrift voor biologische chemie. 276(11):8616-22. DOI: 10.1074/jbc.M009901200

+ samenvatting uitvouwen

2000

Goddelijk, JH, Shadel, GS Assay van autoinducer-activiteit met luminescente Escherichia coli-sensorstammen die een gemodificeerd Vibrio fischeri lux-regulon herbergen. (2000) meth. Enzymol. 305:279-87. DOI: 10.1016/s0076-6879(00)05494-x

Shadel, GS, Buckenmeyer, GA, Clayton, DA, Schmitt, ME Mutatie-analyse van de RNA-component van Saccharomyces cerevisiae RNase MRP onthult verschillende nucleaire fenotypes. (2000) Gen. 245(1):175-84. DOI: 10.1016/s0378-1119(00)00013-5

+ samenvatting uitvouwen

1999

Shadel, GS Gist als model voor menselijke mtDNA-replicatie. (1999) Amerikaans tijdschrift voor menselijke genetica. 65(5):1230-7. DOI: 10.1086/302630

Wang, Y., Shadel, GS Stabiliteit van het mitochondriale genoom vereist een amino-terminaal domein van gist mitochondriaal RNA-polymerase. (1999) Proceedings van de National Academy of Sciences in de Verenigde Staten van Amerika. 96(14):8046-51. DOI: 10.1073/pnas.96.14.8046

+ samenvatting uitvouwen

1997

Shadel, GS, Clayton, DA Mitochondriaal DNA-onderhoud bij gewervelde dieren. (1997) Jaaroverzicht van de biochemie. 66:409-35. DOI: 10.1146/annurev.biochem.66.1.409

+ samenvatting uitvouwen

1996

Sitnikov, DM, Shadel, GS, Boudewijn, TO Autoinducer-onafhankelijke mutanten van de LuxR-transcriptieactivator vertonen differentiële effecten op de twee lux-promotors van Vibrio fischeri. (1996) Moleculaire en algemene genetica. 252(5):622-5. DOI: 10.1007/bf02172408

+ samenvatting uitvouwen

Shadel, GS, Clayton, DA Isolatie en karakterisering van mitochondriale transcriptiefactor A-homologen van gewervelden. (1996) meth. Enzymol. 264:149-58. DOI: 10.1016/s0076-6879(96)64016-6

Shadel, GS, Clayton, DA Promotors in kaart brengen in het verplaatsingslusgebied van mitochondriaal DNA van gewervelden. (1996) meth. Enzymol. 264:139-48. DOI: 10.1016/s0076-6879(96)64015-4

Carrodeguas, JA, Yun, S., Shadel, GS, Clayton, DA, Bogenhagen, DF Functionele conservering van gist mtTFB ondanks uitgebreide sequentiedivergentie. (1996) Gene Expr. 6 (4) 219-30.

+ samenvatting uitvouwen

1995

Dairaghi, DJ, Shadel, GS, Clayton, DA Menselijke mitochondriale transcriptiefactor A en integriteit van de promotorafstand zijn vereist voor de initiatie van de transcriptie. (1995) Biochimica en Biophysica Acta. 1271(1):127-34. DOI: 10.1016/0925-4439(95)00019-z

+ samenvatting uitvouwen

Dairaghi, DJ, Shadel, GS, Clayton, DA Toevoeging van een carboxyl-terminale staart met 29 residuen zet een eenvoudig HMG-box-bevattend eiwit om in een transcriptionele activator. (1995) Tijdschrift voor Moleculaire Biologie. 249(1):11-28. DOI: 10.1006/jmbi.1995.9889

+ samenvatting uitvouwen

Shadel, GS, Clayton, DA Een mitochondriale transcriptiefactor van Saccharomyces cerevisiae, sc-mtTFB, deelt kenmerken met sigmafactoren maar is functioneel verschillend. (1995) Moleculaire en celbiologie. 15(4):2101-8. DOI: 10.1128/mcb.15.4.2101

+ samenvatting uitvouwen

1993

Shadel, GS, Clayton, DA Mitochondriale transcriptie-initiatie. Variatie en behoud. (1993) Tijdschrift voor biologische chemie. 268 (22) 16083-6.

1992

Shadel, GS, Boudewijn, TO Positieve autoregulatie van het Vibrio fischeri luxR-gen. LuxR en autoinducer activeren cAMP-kataboliet-genactivator-eiwitcomplex-onafhankelijke en -afhankelijke luxR-transcriptie. (1992) Tijdschrift voor biologische chemie. 267 (11) 7696-702.

+ samenvatting uitvouwen

Het LuxR-eiwit is een transcriptionele activator die betrokken is bij de regulatie van de genen die nodig zijn voor bioluminescentie (lux) in de mariene bacterie Vibrio fischeri. Transcriptie van de twee divergent georiënteerde lux-operons (luxR en luxICDABEG) wordt geactiveerd door LuxR in aanwezigheid van een diffundeerbare inducer (autoinducer). Transcriptie van het luxR-gen is onderhevig aan zowel positieve als negatieve autoregulatie en activering door het cAMP-catabolite gen activator eiwitcomplex (cAMP-CAP). Transcriptie van luxR werd bestudeerd met behulp van zowel luminescentie in vivo als een reporter- en primerverlengingsanalyse van in vivo gesynthetiseerd mRNA. Mutatie van de lux CAP-bindingsplaats resulteerde in een vermindering van de luminescentie van de reporter en het volledige verlies van luxR positieve autoregulatie. Positieve autoregulatie werd hersteld als luxR werd geleverd in trans, wat aantoont dat LuxR en autoinducer luxR-transcriptie activeren in afwezigheid van cAMP-CAP. Door middel van primerverlengingsanalyse werden drie plaatsen van initiatie van luxR-transcriptie aangetoond; initiatie op twee van deze locaties vereiste cAMP-CAP. De hoeveelheid van alle drie de transcripten was verhoogd in aanwezigheid van LuxR en autoinducer wanneer een plasmide met een wildtype CAP-bindingsplaats werd gebruikt. Initiatie op de cAMP-CAP-afhankelijke plaatsen werd niet waargenomen vanaf een plasmide met een gemuteerde CAP-bindingsplaats in aanwezigheid of afwezigheid van autoinducer, zelfs niet met luxR geleverd in trans. In plaats daarvan, met luxR geleverd in trans, werd initiatie op de cAMP-CAP-onafhankelijke initiatieplaats specifiek gestimuleerd door LuxR en autoinducer. Aldus activeert het LuxR-eiwit in de loop van positieve autoregulatie de transcriptie van twee luxR-promoters door een cAMP-CAP-afhankelijk mechanisme en een derde promoter door een cAMP-CAP-onafhankelijk mechanisme.

Shadel, GS, Boudewijn, TO Identificatie van een afgelegen regulerend element in het luxD-gen dat nodig is voor negatieve autoregulatie van het Vibrio fischeri luxR-gen. (1992) Tijdschrift voor biologische chemie. 267 (11) 7690-5.

+ samenvatting uitvouwen

1991

Shadel, GS, Boudewijn, TO Het Vibrio fischeri LuxR-eiwit is in staat tot bidirectionele stimulatie van transcriptie en zowel positieve als negatieve regulatie van het luxR-gen. (1991) J. Bacteriol. 173(2):568-74. DOI: 10.1128/jb.173.2.568-574.1991

+ samenvatting uitvouwen

Regulering van de genen die nodig zijn voor bioluminescentie in de mariene bacterie Vibrio fischeri (de lux regulon) is een complex proces dat de coördinatie van verschillende systemen vereist. Het primaire niveau van regulering wordt gemedieerd door een positief regulerend eiwit, LuxR, en een klein diffundeerbaar molecuul, N-(3-oxo-hexanoyl)-homoserinelacton, autoinducer genoemd. Transcriptie van het luxR-gen, dat codeert voor het regulerende eiwit, wordt positief gereguleerd door het cyclische AMP-CAP-systeem. De lux regulon van V. fischeri bestaat uit twee divergerend getranscribeerde operons genaamd operonL en operonR. Transcriptie van het naar rechts gerichte operon (operonR; luxICDABE), bestaande uit de genen die nodig zijn voor autoinducersynthese (luxI) en lichtproductie (luxCDABE), wordt geactiveerd door LuxR op een autoinducer-afhankelijke manier. Het naar links gerichte operon (operonL) bestaat uit een enkel bekend gen, luxR. Van het LuxR-eiwit is ook aangetoond dat het de transcriptie van operonL verlaagt via een autoinducer-afhankelijk mechanisme, waardoor het zijn eigen synthese negatief reguleert. In dit artikel laten we zien dat de autoinducer-afhankelijke repressie van operonL-transcriptie niet alleen LuxR vereist, maar ook DNA-sequenties binnen operonR die stroomopwaarts van de promotor voor operonL voorkomen. Bij afwezigheid van deze DNA-sequenties veroorzaakt het LuxR-eiwit een autoinducer-afhankelijke activering van de transcriptie van operonL. De lux-operator, die zich in het controlegebied tussen de twee operons bevindt, was vereist voor zowel de positieve als de negatieve autoinducer-afhankelijke reacties. Door titratie van hoge niveaus van LuxR geleverd in trans met synthetische autoinducer, ontdekten we dat lage niveaus van autoinducer een positieve respons konden opwekken, zelfs in de aanwezigheid van de negatief werkende DNA-sequenties, terwijl hogere niveaus van autoinducer resulteerden in een negatieve respons. Zonder deze DNA-sequenties in operonR stimuleerden LuxR en autoinducer transcriptie ongeacht het niveau van autoinducer. Deze resultaten suggereren dat een omschakeling tussen stimulatie en onderdrukking van operonL-transcriptie wordt gemedieerd door de niveaus van het LuxR-autoinducercomplex, dat in deze experimenten het niveau van autoinducer in het groeimedium weerspiegelt.

1990

Shadel, GS, Young, R., Baldwin, TO Gebruik van gereguleerde cellysis in een dodelijke genetische selectie in Escherichia coli: identificatie van het autoinducer-bindende gebied van het LuxR-eiwit van Vibrio fischeri ATCC 7744. (1990) J. Bacteriol. 172(7):3980-7. DOI: 10.1128/jb.172.7.3980-3987.1990

+ samenvatting uitvouwen

Shadel, GS, Devine, JH, Baldwin, AAN Controle van de luxregulon van Vibrio fischeri. (1990) J. Biolumin. Chemilumin. 5(2):99-106. DOI: 10.1002/bio.1170050205

+ samenvatting uitvouwen

1989

Goddelijk, JH, Shadel, GS, Boudewijn, TO Identificatie van de operator van de lux regulon van de Vibrio fischeri-stam ATCC7744. (1989) Proceedings van de National Academy of Sciences in de Verenigde Staten van Amerika. 86(15):5688-92. DOI: 10.1073/pnas.86.15.5688

+ samenvatting uitvouwen

Escherichia coli die een recombinant plasmide dragen met het Vibrio fischeri lux regulon brengen luminescentie tot expressie die de luminescentie van V. fischeri nabootst. Het lux-regulon bestaat uit twee divergent getranscribeerde operons, het naar rechts gerichte operon (luxICDABE-genen) en het naar links gerichte operon (luxR-gen). De luxR- en luxI-genen en het controlegebied dat de twee operons scheidt, leveren de primaire regulerende controle over het lux-regulon; de regulerende mechanismen resulteren in een dramatische toename van de snelheid van luciferasesynthese na inductie, blijkbaar als gevolg van een uniek zelfregulerend positief feedbackmechanisme, en in een enorm verschil (meer dan 10(4) in niveaus van luminescentie in cellen voor en na inductie. Het algemeen aanvaarde model van primaire regulatie van bioluminescentie in V. fischeri omvat de interactie van het product van het luxR-gen en N-(3-oxohexanoyl)homoserinelacton, de autoinducer die wordt geproduceerd door het enzym dat wordt gecodeerd door luxI, het eerste gen van de rechterhand. operon, met een operatorsequentie binnen het controlegebied om transcriptie van het naar rechts gerichte operon in een positieve feedbacklus te stimuleren. We hebben deletiemapping van een transcriptiereportervector gebruikt om de geschatte locatie van de operator te bepalen. Door plaatsgerichte mutagenese van de veronderstelde operator, hebben we aangetoond dat de 20 basenparen geïnverteerde herhaling ACCTGTAGGA/TCGTA CAGGT (waarbij de verticale lijn het symmetriecentrum is), die opvallende gelijkenis vertoont met de herkenningssequentie voor het pleiotrope repressoreiwit LexA, de operator is van de lux regulon. We ontdekten ook dat deletie van sequenties stroomopwaarts van het palindroom leidt tot verhoogde transcriptie van de rechterwaartse promotor (PR), indicatief voor een cis-werkend element dat transcriptie onderdrukt in afwezigheid van het LuxR-autoinducercomplex. Modificaties van het palindroom die stimulatie door LuxR-autoinducer van transcriptie van PR elimineren, hebben geen effect op repressie door de cis-werkende mechanismen, wat suggereert dat het palindroom niet nodig is voor repressie van het naar rechts gerichte operon. Het lijkt er dus op dat de grote toename in transcriptie na inductie van het lux-regulon het resultaat is van ten minste twee onafhankelijke mechanismen, het ene positief en het andere negatief.

Baldwin, AAN, Devine, JH, Heckel, RC, Lin, JW, Shadel, GS De volledige nucleotidesequentie van het lux-regulon van Vibrio fischeri en het luxABN-gebied van Photobacterium leiognathi en het controlemechanisme van bacteriële bioluminescentie. (1989) J. Biolumin. Chemilumin. 4(1):326-41. DOI: 10.1002/bio.1170040145

+ samenvatting uitvouwen

We hebben de volledige nucleotidesequentie bepaald van een DNA-fragment van 7622 basenparen van Vibrio fischeri-stam ATCC7744 dat alle informatie bevat die nodig is om door plasmiden gedragen, gereguleerde bioluminescentie te verlenen aan stammen van Escherichia coli. Het lux-regulon van V. fischeri bestaat uit twee divergent getranscribeerde operons, L (links) en R (rechts), en ten minste zeven genen, luxR (L-operon) en luxICDABE (R-operon) en het tussenliggende controlegebied. De luxA- en luxB-genen coderen respectievelijk voor de alfa- en bèta-subeenheden van luciferase. De genvolgorde luxCDABE die wordt waargenomen bij V. fischeri is dezelfde als bij V. harveyi. We hebben de sequentie van de luxAB en flankerende regio's van Photobacterium leiognathi bepaald en stroomopwaartse sequenties gevonden die homoloog zijn met luxC van de Vibrio-soort, maar tussen luxB en luxE is er een open leeskader dat codeert voor een eiwit van 227 aminozuren (26,229 molecuulgewicht ) die op deze locatie niet voorkomt bij de Vibrio-soort. De amino-terminale aminozuursequentie van het gecodeerde eiwit is bijna identiek aan die bepaald door O'Kane en Lee (University of Georgia) voor het niet-fluorescerende flavoproteïne van een nauw verwante Photobacterium-soort (Dr. Dennis O'Kane, persoonlijke communicatie). We hebben daarom dit gen luxN aangeduid. Er is een omgekeerde herhaling van 20 basen ACCTGTAGGAxTCGTACAGGT, gecentreerd tussen basen 927 en 928 in het gebied tussen de twee operons van V. fischeri. Dit gebied lijkt twee functies te vervullen: het is van cruciaal belang voor het LuxR-eiwit om zijn effect uit te oefenen en het is een consensusbindingsplaats voor het E. coli LexA-eiwit, een negatief regulerend eiwit dat betrokken is bij de SOS-respons. Er zijn sequenties binnen het luxR-coderende gebied die op een cis-werkende manier lijken te functioneren om transcriptie van zowel de linker- als de rechterwaartse promotor te onderdrukken in afwezigheid van de respectieve transcriptionele activator-eiwitten, wat resulteert in lage basale niveaus van transcriptie. Het lijkt nu duidelijk dat er meerdere controleniveaus zijn op het lux-systeem, waardoor een modulatie van de intensiteit van bioluminescentie van meer dan vier ordes van grootte mogelijk is.

Gerald Shadel, PhD

Salk Instituut voor Biologische Studies - Publicaties

alle publicaties

2025

2024

2023

2022

2021

2020

2019

2018

2017

2016

2015

2014

2013

2012

2011

2010

2009

2008

2007

2006

2005

2004

2003

2002

2001

2000

1999

1997

1996

1995

1993

1992

1991

1990

1989

Steun Salk Research

Educatie

Prijzen en onderscheidingen

Profiel

Kenmerken

Website

Contact