The role of RNA demethylase FTO in differentiation, regulation of energy metabolism and sensitivity to streptozotocin of neuronal and glial cell models

Abstract

Demetyláza FTO (z angl. Fat mass and obesity associated) je zodpovědná za odstraňování nejrozšířenější epitranskriptomické modifikace v eukaryotické mRNA, N6- methyladenosinu (m6A). FTO spolu s dalšími demetylázami, metyltransferázami a m6A- čtecími proteiny tvoří regulační dráhu, která řídí množství, lokalizaci a biologický účinek m6A. Dynamická regulace metylomu m6A v mozku během vývoje je nezbytná pro zachování mozkových funkcí. Předklinický výzkum navíc ukázal, že způsob regulace energetické rovnováhy pomocí m6A dráhy může být rozdílný v odlišných tkáních či buněčných typech. Gen FTO je spojován s celoživotním rizikem obezity a rozvojem metabolického syndromu, a také s regulací celkového příjmu a výdeje energie v těle. O funkci dráhy m6A při řízení energetického metabolismu v mozku je však známo jen málo. Studium tohoto fenoménu je žádoucí mimo jiné pro lepší porozumění Alzheimerově chorobě, protože toto onemocnění je charakteristické poruchami energetického metabolismu mozku a stále více důkazů naznačuje, že narušená bioenergetika mozku může hrát roli v ranných fázích onemocnění, ještě před objevením klinických příznaků. V této práci jsme se zaměřili na zkoumání role FTO v modelech dvou typů mozkových buněk, neuronů a astrocytů. Pomocí neuronálních buněk SH-SY5Y jsme chtěli zjistit, zda FTO...

Fat mass and obesity associated (FTO) demethylase is responsible for erasure of the most abundant epitranscriptomic mark in eukaryotic mRNA, the N6-methyladenosine (m6A) residue. Together with other m6A erasers, writers (methyltransferases) and readers it forms an m6A regulatory pathway that controls the amount, location and biological effect of m6A. The dynamic regulation of the brain's m6A methylome during neurodevelopment is essential for maintaining cerebral functions. In addition, preclinical research suggests that the m6A regulatory pathway regulates energy balance in a tissue- and cell type-specific manner. The FTO gene has been associated with lifelong risks of obesity and metabolic syndrome as well as regulation of total body energy intake and expenditure. However, little is understood about the function of the m6A pathway in control of brain energy metabolism. That is of interest in pursuit of understanding Alzheimer's disease, as this illness is characterized by profound disruptions in cerebral energy metabolism and mounting evidence suggests that disrupted brain bioenergetics may play a role in the disease's early genesis, before the appearance of clinical symptoms. In the present thesis we aimed to investigate the role of FTO in models of two brain cell types, neurons and astrocytes....