University of Oulu

Leukocyte protein Trojan, as a candidate for apoptotic regulatory role

Saved in:
Author: Petrov, Petar
Organizations: University of Oulu Graduate School
University of Oulu, Faculty of Medicine, Institute of Clinical Medicine
Medical Research Center Oulu
Oulu University Hospital
Format: eBook
Online Access: PDF Full Text (PDF, 2.7 MB)
Persistent link: http://urn.fi/urn:isbn:9789526210346
Language: English
Published: Oulu : University of Oulu, 2015
Publish Date: 2015-12-01
Thesis type: Doctoral Dissertation
Defence Note: Academic dissertation to be presented with the assent of the Doctoral Training Committee of Health and Biosciences of the University of Oulu for public defence in Auditorium F202 of the Faculty of Medicine (Aapistie 5 B), on 11 December 2015, at 12 noon
Tutor: Professor Olli Vainio
Doctor Tatsuya Uchida
Reviewer: Professor Thomas Göbel
Associate Professor Jan Salomonsen
Description:

Abstract

Trojan is a novel leukocyte-specific protein cloned from chicken (Gallus gallus) embryonic thymocytes. The molecule is a type I transmembrane protein with an extracellular CCP domain followed by two FN3 domains. Its cytoplasmic tail is predicted to possess a MAPK docking and a PKA phosphorylation site. Trojan displays differential expression on developing thymocyte subpopulations. It is high on CD4 and CD8 double negative, and CD4 or CD8 single positive cells, but diminishes from the surface of selection-undergoing CD4 and CD8 double positive cells. This expression pattern is similar to that of anti-apoptotic molecules such as IL-7Rα and BCL-2. We hypothesised an involvement of Trojan in the regulation of apoptosis, possibly as an anti-apoptotic receptor. Our in vitro studies with a T cell line showed that upon apoptosis induction, Trojan expression rises dramatically on the surface of surviving cells and gradually decreases towards its normal levels as cells recover. When sorted based on their Trojan levels, cells with high expression appear less susceptible to apoptotic induction than those bearing no Trojan on their surface. Cells that overexpress Trojan from a cDNA plasmid show elevated steady state intracellular calcium, suggesting the molecule is able to transmit cytoplasmic signals. In addition, computational analyses pointed towards an involvement of MAPK and a possible regulatory mechanism by PKA.

Trojan belongs to a novel gene family that includes two other members in the chicken. One is a receptor-type tyrosine phosphatase named Mystran, and the other – a transmembrane protein with an ITAM, named Thracian. We discovered the family in other avian species and found related genes in reptiles and coalecanth fish. We observed dynamic adaptation of their extracellular regions possibly in concert with ligand-binding, association with other surface molecules or as a response to pathogen challenges. This was coupled to largely unchanged cytoplasmic tails, suggesting a conserved signalling mechanism.

The presented study shows that a novel avian leukocyte protein called Trojan possibly has an anti-apoptotic role. It belongs to a gene family that was subjected to evolutionary selection, likely linked to the molecular function of the proteins.


Tiivistelmä

Trojan on uusi kanan (Gallus gallus) alkioiden kateenkorvan kypsyvistä T soluista tunnistettu molekyyli. Se on tyypin I solukalvoproteiini, jolla on solun ulkopuolinen CCP-domeeni ja kaksi FN3-domeenia. Trojanin solun sisäisessä osassa on rakenteen perusteella MAPK:n sitoutumisalue sekä PKA-fosforylaatiopaikka. Trojania ilmennetään T-solujen kehityksen aikana runsaasti CD4 ja CD8 kaksoisnegatiivisissa ja CD4 tai CD8 yksöispositiivisissa soluissa, mutta ilmentyminen on vähäinen valintaa läpikäyvissä CD4 ja CD8 kaksoispositiivisissa soluissa. Tunnetut apoptoosia eli ohjelmoitua solukuolemaa estävät molekyylit, kuten IL-7Rα ja BCL-2, noudattavat samankaltaista ilmentymistä kypsyvien T solujen pinnalla. Hypoteesimme on, että Trojanilla on rooli apoptoosin säätelyssä, mahdollisesti solukuolemaa estävänä reseptorina. In vitro apoptoosikokeet osoittivat, että aluksi Trojanin ilmentyminen lisääntyy huomattavasti soluissa, jotka välttävät apoptoottisen kuoleman, ja normalisoituu sitten muutaman solujakautumisen jälkeen. Trojania vähän ilmentävät solut ovat alttiimpia ohjelmoidulle solukuolemalle, kuin sitä paljon ilmentävät solut. Solujen sisäinen kalsiumtaso on kohonnut soluilla, jotka yliekspressoivat Trojania cDNA plasmidista. Tämä viittaa siihen, että Trojan voi toimia sytoplasman signaalinvälityksessä. Lisäksi tietokoneperusteiset ennusteet viittaavat siihen, että MAPK ja PKA voivat liittyä Trojan-signalointiin.

Tutkimuksessa tunnistettiin Trojan-geeniperhe. Perheeseen kuuluu Trojanin lisäksi kaksi muuta geeniä: reseptorityyppinen tyrosiinifosfataasi Mystran ja ITAM-domeenin sisältävä solukalvon proteiini Trachian. Geeniperhe löydettiin muistakin lintulajeista, sekä niitä läheisesti muistuttavat geenit matelijoilta ja varsieväkalalta. Havaitsimme Trojan-perheen proteiineissa dynaamista sopeutumista, joka voi olla seurausta ligandien sitoutumisesta, vuorovaikutuksesta muiden pintaproteiinien kanssa tai vasteesta patogeenihaasteeseen. Proteiinien solunsisäiset alueet olivat sen sijaan suurilta osin muuttumattomia, joten ne voivat toimia solusignaloinnissa.

Väitöstutkimuksessa kuvataan uusi valkosolujen proteiini Trojan, joka toiminnallisesti saattaa estää ohjelmoitua solukuolemaa. Trojan kuuluu geeniperheeseen, johon on kohdistunut sen toimintaan liittyvää valintaa.


Series: Acta Universitatis Ouluensis. D, Medica
ISSN: 0355-3221
ISSN-E: 1796-2234
ISSN-L: 0355-3221
ISBN: 978-952-62-1034-6
ISBN Print: 978-952-62-1033-9
Issue: 1332
Subjects:
Copyright information: This publication is copyrighted. You may download, display and print it for your own personal use. Commercial use is prohibited.