Evoluutiopsykologia ja ihmisen vaistot tieteenä

Vastine Petter Portinin kirjoitukseen (Tieteessä tapahtuu/2003)

Mécanismes moléculaires de la sécrétion d'insuline : implication de Slac2c/MyRIP, protéine effectrice de Rab27a, et rôle des phosphoinositides dans le processus d'exocytose

Résumé : La sécrétion de l'insuline en réponse au glucose circulant dans le sang est la fonction principale de la cellule β. La perte de cette fonction est une des caractéristiques du diabète de type 2. L'exocytose est une fonction cellulaire indispensable au renouvellement des composants lipidiques et protéiques de la membrane cellulaire, à la communication entre les cellules et au maintien d'un environnement adéquat. On peut distinguer deux types d'exocytose : l'exocytose constitutive et l'exocytose régulée. Cette dernière est déclenchée par des stimuli externes. L'exocytose régulée est contrôlée au niveau de la fusion des vésicules de sécrétion avec la membrane plasmique. Certains composants moléculaires impliqués dans ce processus font partie de la famille des GTPases Rab. Les deux membres de cette famille impliqués sont Rab3 et Rab27. Nous avons étudié le rôle de la GTPase Rab27 dans les cellules INS-1E, une lignée cellulaire pancréatique β qui sécrète de l'insuline de façon régulée. Nous avons trouvé que la diminution d'expression de la protéine en utilisant le technique de « RNA interference » diminue la sécrétion stimulée, mais que la distribution des granules n'est nullement affectées par ce changement d'activité intrinsèque. Un des effecteurs identifiés de cette GTPase est Slac2c/MyRIP. Cette protéine possède plusieurs domaines fonctionnels dont un qui lui permet de se lier à l'actine, constituant du cytosquelette cellulaire. L'ensemble de nos résultats suggèrent que Rab27 et MyRIP font partie d'un complexe permettant l'interaction de la granule de sécrétion avec le cytosquelette d'actine corticale et participent à la régulation des dernières étapes de l'exocytose d'insuline. Ensuite, nous avons étudié les phosphoinositides (PI). Les phosphoinositides sont d'importantes molécules impliquées dans le régulation du trafic vésiculaire. Nous avons trouvé que le phosphatidylinosito1-4-phosphate (PI4P) et le phosphatidylinositol-4,5-biphosphate (PI(4,5)P2) augmentent la sécrétion sous l'action de 10µM de Ca2+ dans les cellules INS-1E perméabilisées avec la streptolysine-O. En plus, nous avons démontré que l'exocytose est diminuée dans les cellules intactes exprimant une protéine qui séquestre le PI(4,5)P2. Une diminution similaire est observée en diminuant l'expression de deux enzymes impliquées dans la production du PI(4,5)P2, la PI4Kinase β type III et la PIP5Kinase γ type I. Pour clarifier le mécanisme d'action des PI, nous avons investigué l'implication de trois cibles potentielles des PI, la PLD1, CAPS1 et Mint1. Pour ce faire, nous avons réduit le niveau d'expression endogène de ces protéines, ce qui inhibe la libération d'hormones provoquée par le glucose. Tout ceci indique donc que la production du PI(4,5)P2 est nécessaire pour le contrôle de la sécrétion et suggère qu'une partie de l'effet du PI sur la sécrétion pourrait être exercé par l'activation de la PLD1, CAPS1 et Mint1. Abstract Insulin release from pancreatic β-cells plays an essential role in the achievement of blood glucose homeostasis and defects in the regulation of this process lead to profound metabolic disorders and hyperglycaemia (eg. type 2 diabetes). Almost every cell in our organism releases proteins and other biological compounds using a fundamental cellular process known as constitutive exocytosis. In exocrine and endocrine glands, the cells are endowed with an additional and more refined release mechanism directly tuned by extracellular signals. This process, referred to as regulated exocytosis, ensures the timely delivery of molecules such as peptide hormones and digestive enzymes to match the moment¬-to-moment requirements of the organism. Some of the molecular components involved in this process have been identified, including Rab3 and Rab27, two GTPases that regulate the final steps of secretion in many cells. We investigated the involvement of Rab27 GTPase in the secretory process of the insulin-secreting cell line INS-1E. We found that selective reduction of Rab27 expression by RNA interference did not alter granule distribution but impaired exocytosis triggered by insulin secretagogues. Screening for potential effectors revealed that Slac2c/MyRIP is associated with granules and attenuation of Slac2c expression severely impaired hormone release. This protein contains several functional domains, including, a binding domain for the cellular cytoskeleton constituent actin. Taken together our data suggest the Rab27 and MyRIP are part of a complex mediating the interaction of secretory granules with cortical cytoskeleton and participate to the regulation of the final steps in insulin exoctytosis. In the second part of the thesis, we studied phosphoinositides (PI). Phosphoinositides are important molecules involved in the regulation of vesicular trafficking. We found that phosphatidylinosito1-4-phosphate (PI4P) and phosphatidylinosito1-4,5-biphosphate (PI(4,5)P2) increase the secretory response triggered by 10µM Ca2+ in streptolysin-O permeabilized insulin-secreting INS-1E cells. In addition, nutrient-induced exocytosis was diminished in intact cells expressing constructs that sequester PI(4,5)P2. A similar decrease was observed after silencing of two enzymes involved in PI(4,5)P2 production, type III PI4Kinase β and type I PIP5Kinase γ, by RNA interference. To clarify the mechanism of action of PI, we investigated the involvement in the regulation of exocytosis of three potential PI targets, PLD1, CAPS1 and Mint1. Transfection of cells with silencers capable of reducing the endogenous levels of these proteins inhibited hormone release elicited by glucose. Our data indicate that the production PI(4,5)P2 is necessary for proper control of p-cell secretion and suggest that at least part of the effects of PI on insulin exocytosis could be exerted through the activation of PLD1, CAPS1 and Mint1.

Ihmisluonnosta, evoluutiopsykologiasta ja sosiobiologiasta

Vastine sosiologian professori Pekka Sulkusen ja toimittaja Osmo Tammisalon kirjoitukseen Tieteessä tapahtuu -lehdessä vuonna 2002.

Low Y chromosome variation in Saudi-Arabian hamadryas baboons (Papio hamadryas hamadryas).

It is important to characterise the amount of variation on the mammalian Y chromosome in order to assess its potential for use in evolutionary studies. We report very low levels of polymorphism on the Y chromosome of Saudi-Arabian hamadryas baboons, Papio hamadryas hamadryas. We found no segregating sites on the Y, despite sequence analysis of 3 kb noncontiguous intron sequence in 16 males with divergent autosomal microsatellite genotypes, and a further analysis of 1.1 kb intron sequence in 97 males from four populations by SSCP. In addition, we tested seven human-derived Y-linked microsatellites in baboons. Only four of these loci were male-specific and only one was polymorphic in our 97 male sample set. Polymorphism on the Y chromosome of Arabian hamadryas appears to be low compared to other primate species for which data are available (eg humans, chimpanzees and bonobos). Low effective population size (Ne) of paternal genes due to polygyny and female-biased adult sex ratio is a potential reason for low Y chromosome variation in this species. However, low Ne for the Y should be counterbalanced to some extent by the species' atypical pattern of male philopatry and female-biased dispersal. Allelic richness averaged over seven loci was not significantly different between an African and an Arabian population, suggesting that loss of variation during the colonisation of Arabia does not explain low Y variation. Finally, in the absence of nucleotide polymorphism, it is unclear to what extent selection could be responsible for low Y variation in this species.

Evoluutiopsykologien ja kaksostutkijoiden poliittisista motiiveista

Artikkeli on vastine perinnöllisyystieteilijä Petter Portinin vastineeseen kirjoittajan artikkelista TT -lehdessä 3/2004.

Ne sutor supra crepidam

Kirjoitus on vastine professori Petter Portinin Tieteessä tapahtuu -lehdessä 5/3003 julkaisemaan kirjoitukseen "Memetiikan kritiikki"

Taitavaa manipulointia

Vastine Osmo Tammilason kirjoitukseen "Geenit, ympäristö ja käyttäytyminen" TT -lehdessä 1/2004

Kirjallisuutta

Virallisten vastaväittäjien Helsingin yliopiston oikeustieteelliselle tiedekunnalle antama 16.5.2003 päivätty lausunto