Analýza funkce kasein kinázy γ v modelovém organismu Caenorhabditis elegans

Abstract

Casein kinase 1 (CK1) protein family is an important part of signalling apparatus in eukaryotic organisms. These serin-threonine kinases play roles in several important developmental and cell-maintaining signalling pathways including Wnt signalling. CK1 kinases influence this signalling pathway in various manners; some of them positively - leading to expression of Wnt regulated genes and some of them negatively - contributing to degradation of the transcription activator β-catenin. In this thesis, we were focusing on casein kinase 1 gamma (CK1γ), which in mammalian cells in the presence of Wnt signal phosphorylates Wnt co-receptor LRP5/6. This phosphorylation leads to binding and inhibition of a β-catenin degradation complex. In C. elegans LRP5/6 receptor is probably missing from the genome, yet we can still observe influence of CSNK-1/CK1γ on Wnt signalling. Using reduction-of-function experiments we have found out that loss of csnk-1 expression enhanced a canonical Wnt signalling defect in mutants with reduced Wnt production. Using overexpression approach, we were not able to uncover the tissue specificity of CSNK-1 action. In order to obtain a better tool to study the function of CSNK-1, we began to optimize conditions for the use of auxin-inducible degron system for conditional CSNK-1 depletion.

Rodina kasein kináz 1 (CK1) je důležitou součástí signalizačního aparátu všech eukaryotických organismů. Tyto serin-threoninové kinázy se zapojují do několika signálních drah důležitých pro vývoj a udržování buněčných tkání, včetně Wnt signalizace. Tuto dráhu ovlivňují kinázy CK1 rodiny různými způsoby, některé pozitivně - vedou signalizaci k expresi Wnt řízených genů a některé negativně - napomáhají degradaci transkripčního aktivátoru β-cateninu. V této práci jsme se zaměřili na kasein kinázu 1 gamma (CK1γ), která v savčích buňkách za přítomnosti Wnt signálu fosforyluje Wnt koreceptor LRP5/6. Tato fosforylace následně způsobuje vazbu a inhibici degradační komplex β-cateninu. U C. elegans tento LRP5/6 koreceptor v genomu pravděpodobně chybí, přesto však můžeme pozorovat, že CSNK-1/CK1γ Wnt signalizaci ovlivňuje. Za pomoci experimentů redukujících funkci jsme zjistili, že ztráta exprese CSNK-1 zesiluje defekty v kanonické Wnt signalizaci u mutantů se sníženou produkcí Wnt molekuly. Metodou overexprese jsme nebyli schopni odhalit tkáňovou specifitu působení CSNK-1. Abychom získali lepší nástroje pro studium funkce CSNK-1, začali jsme s optimalizací podmínek pro auxinem indukovaný degradační systém pro podmíněnou degradaci CSNK-1.