Analysis of functional interactions of phospholipids in the cell nucleus.

Abstract

(Czech) Fosfoinositidy jsou glycerofosfolipidy se záporným nábojem. Jako složky buněčných membrán se podílejí na membránové dynamice, buněčném pohybu, signalizaci a na modulaci iontových kanálů a membránových transportérů. Kromě cytoplazmy fosfoinositidy také lokalizují do buněčného jádra. Fosfoinositidy hrají roli v klíčových jaderných procesech, jako je transkripce DNA, zpracování pre-rRNA a pre- mRNA, reakce na poškození DNA, diferenciace buněk nebo apoptóza. Fosfatidylinositol 4-fosfát (PI(4)P) a fosfatidylinositol 4,5-bisfosfát (PI(4,5)P2) jsou nejhojnějšími fosfoinositidy v buňce. Lokalizace a funkce obou fosfoinositidů v buněčnem jádře je do značné míry neznámá. V této práci popisujeme lokalizaci PI(4)P a PI(4,5)P2 na úrovni superrozlišení a jejich zapojení do jaderných procesů. PI(4)P je přítomen v jaderné lamině, jaderných speckles, jádérkach a tvoří malá ohniska v nukleoplasmě. Většina jaderného PI(4)P se lokalizuje do nukleoplasmy, zatímco jenom 16% je přítomno v jaderných speckles. V případe PI(4,5)P2 je situace opačná, většina je lokalizována v jaderných speckles, 30 % je v nukleoplasmě a menšina v jadérkách. V nukleoplazmě tvoří PI(4,5)P2 malé ložiska nazývané nukleární lipidové ostrůvky (NLIs). Jádro NLIs je bohaté na lipidy a je obklopené proteiny, RNA a DNA. Periferie NLIs je...

(English) Phosphoinositides (PIs) are glycerophospholipids with a negative charge. As components of cell membranes, PIs are involved in membrane and cytoskeletal dynamics, cell movement and signalling, and the modulation of ion channels and transporters. Apart from the cytoplasm, phosphoinositides also localise to the cell nucleus. PIs play a role in crucial nuclear processes, such as DNA transcription, pre-rRNA and pre-mRNA processing, cell differentiation, DNA damage response, or apoptosis. Phosphatidylinositol 4-phosphate (PI(4)P) and phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate (PI(4,5)P2) are the most abundant phosphoinositides in the cell. However, their exact localisation and function in the nucleus are largely unknown. Here, we describe their localisation at super-resolution level and their involvement in some nuclear processes. PI(4)P is present in nuclear lamina, nuclear speckles and nucleoli, and it forms small foci in nucleoplasm. The majority of nuclear PI(4)P localises to the nucleoplasm, whereas almost 16 % is present in nuclear speckles. On the other hand, the majority of nuclear PI(4,5)P2 localises to nuclear speckles, almost 30 % localises to nucleoplasm and the lesser portion to nucleoli. In the nucleoplasm, PI(4,5)P2 forms small foci called nuclear lipid islets (NLIs). Their core is...