ErROR's in cellular crosstalk - importance in development and disease

Zankruti Dave, M.Sc.

Doctoral thesis

Abstract:

Buněčná signalizace je fascinující svou mírou komplexity. Většina proteinů integruje vstupy z několika různých zdrojů a vytváří výstup, který je pro buňku výhodný. Ve své práci se zaměřuji na dva proteiny z rodiny tyrozinových kináz, receptor tyrosine kinase-orphan receptor-1 a 2 (ROR1 a ROR2). Tyto proteiny slouží jako receptory v rámci Wnt signální dráhy, která je jednou z nejdůležitějších signalizací pro udržení buněčné homeostázy a během embryonálního vývoje. Hlavním, spojujícím tématem této studie je otázka, jak proteiny z ROR rodiny umožňují rychlou komunikaci v buňkách – ROR receptory jsou křižovatkou několika buněčných signálních drah, což buňkám přináší výhodu modulování odpovědí na externí a interní signály. V prvním manuskriptu popsaném v této práci jsem se zaměřila na popsání role ROR1 v kontextu chronické lymfocytární leukémie (CLL) a ve druhém manuskriptu na roli ROR2 v kontextu vývoje končetin. CLL maligní buňky nesou zvýšenou hladinu ROR1 proteinu, který patří mezi embryonální proteiny. Ve své práci jsem popisovala interakci ROR1 s kinázou Lyn z rodiny Src kináz, nezávislou na jeho primárním ligandu Wnt5a. Analyzovali jsme efekt kinázy Lyn na post-translační modifikace ROR1 a s využitím CRISPR metodiky pro vyřazení exprese Lyn kinázy jsme odhalili možné mechanismy propojení Wnt-ROR a B-buněčné signalizace v CLL buňkách. Správný vývoj končetin závisí na koordinaci několika signálních drah, mezi které patří BMP, Wnt, Notch a TGF-Beta své práci jsme poskytli důkazy propojující ligand Noggin, antagonistu BMP signalizace, a Wnt-ROR2 dráhu.

Abstract:

Cellular signaling is a fascinating phenomenon because of the scale of complexity involved in it. Most proteins have to integrate inputs from multiple sources and generate an output beneficial to the cell. In my thesis, I have focused on two proteins of the receptor tyrosine kinase family, receptor tyrosine kinase-orphan receptor-1 and 2 (ROR1 & ROR2). These proteins serve as receptors in the Wnt signaling pathway, which is one of the most important pathways during embryonic development and for cellular homeostasis. The overarching theme of my thesis is how the ROR family of proteins facilitates rapid intracellular communication by engaging in crosstalks with other pathways, offering an advantage to the cell to modulate its external as well as internal response. In manuscript 1, I have described the role of ROR1 in the context of chronic lymphocytic leukemia (CLL) and in manuscript 2 that of ROR2 in the context of limb development. In CLL, malignant cells upregulate ROR1, an embryonic protein. I have characterized the interaction of ROR1 and Src family kinase-Lyn, independent of its primary ligand WNT5a. By analyzing the interaction of these proteins when over-expressed and by using a CRISPR knock out of LYN in a B-cell line, we have uncovered a possible crosstalk mechanism between WNT-ROR and B-cell receptor (BCR) signaling in CLL cells. Normal limb development hinges on the co-ordination of multiple signaling pathways such as bone morphogenetic factor (BMP), WNT, Notch and transforming growth factor-beta (TGF-. In my work related to ROR2 we provide evidence for crosstalk between the antagonist of the BMP pathway - Noggin and WNT-ROR2 signaling.

Keywords

ROR1, ROR2, Lyn, funkční interakce, Wnt, chronická lymfocytární leukémie, BMP signalizace crosstalk, chronic lymphocytic leukemia, BMP signaling

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 3. 6. 2020

Thesis defence

• Date of defence: 30. 6. 2020
• Supervisor: prof. Mgr. Vítězslav Bryja, Ph.D.
• Reader: Mgr. Tomáš Brdička, Ph.D., Mgr. Alena Salašová, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Animal physiology, immunology and developmental biology / Animal physiology, immunology and developmental biology