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Organismic aging is known to be controlled by genetic and environmental traits. Pathways involved in the control of cellular metabolism play a crucial role. Previously, we identified a role of PaCLPP, a mitochondrial matrix protease, in the control of the mitochondrial energy metabolism, aging, and lifespan of the fungal aging model Podospora anserina. Most surprisingly, we made the counterintuitive observation that the ablation of this component of the mitochondrial quality control network leads to lifespan extension. In the current study, we investigated the role of energy metabolism of P. anserina. An age-dependent metabolome analysis of the wild type and a PaClpP deletion strain verified differences and changes of various metabolites in cultures of the PaClpP mutant and the wild type. Based on these data, we generated and analyzed a PaSnf1 deletion mutant and a ΔPaSnf1/ΔPaClpP double mutant. In both mutants PaSNF1, the catalytic α-subunit of AMP-activated protein kinase (AMPK) is ablated. PaSNF1 was found to be required for the development of fruiting bodies and ascospores and the progeny of sexual reproduction of this ascomycete and impact mitochondrial dynamics and autophagy. Most interestingly, while the single PaSnf1 deletion mutant is characterized by a slight lifespan increase, simultaneous deletion of PaSnf1 and PaClpP leads to a pronounced lifespan extension. This synergistic effect is strongly reinforced in the presence of the mating-type “minus”-linked allele of the rmp1 gene. Compared to the wild type, culture temperature of 35°C instead of the standard laboratory temperature of 27°C leads to a short-lived phenotype of the ΔPaSnf1/ΔPaClpP double mutant. Overall, our study provides novel evidence for complex interactions of different molecular pathways involved in mitochondrial quality control, gene expression, and energy metabolism in the control of organismic aging.
Ziel dieser Arbeit war es, einen genaueren Einblick in die Rolle von PaCLPXP für den Energiemetabolismus von P. anserina zu erhalten und mögliche Komponenten zu identifizieren, welche wichtig für die Langlebigkeit der PaClpP-Deletionsmutante sind. Folgende neue Erkenntnisse konnten hierbei gewonnen werden:
1. Die Substrat-Analyse durch eine Cycloheximid-Behandlung und anschließender Proteom-Analyse legte erfolgreich eine Reihe potentieller bisher nicht bekannter Substrate von PaCLPP offen. Interessanterweise waren unter den identifizierten Proteinen viele ribosomale Untereinheiten und Komponenten verschiedener Stoffwechselwege des Energiemetabolismus zu finden. Am auffälligsten unter diesen Substraten war die extreme Anreicherung eines Retikulon-ähnlichen Proteins, das einen neuen Aspekt der möglichen molekularbiologischen Rolle von PaCLPP in P. anserina andeutet.
2. Durch die Zugabe von Butyrat zum Medium, konnte erfolgreich die Autophagie sowohl im P. anserina Wildtyp als auch in der PaClpP-Deletionsmutante reduziert werden. Diese Verminderung der Autophagie sorgt bei ΔPaClpP für eine Verkürzung der Lebensspanne. Dieser Effekt ist spezifisch für die PaClpP-Deletionsmutante, während die Auswirkung von Butyrat auf den Wildtyp nur marginal ist. Dieses Ergebnis untermauert frühere Analysen dieser Deletionsmutante, welche besagen, dass die Langlebigkeit von ΔPaClpP Autophagie abhängig ist (Knuppertz und Osiewacz, 2017).
3. Die Metabolom-Analyse von ΔPaClpP im Vergleich zum Wildtyp zeigt, dass das Fehlen der PaCLPP zu Veränderungen in der Menge der Metaboliten der Glykolyse und des Citratzyklus kommt. Außerdem sind die Mengen der meisten Aminosäuren und der Nukleotide betroffen. Diese Analyse beweist, dass das Fehlen dieser mitochondrialen Protease weitreichende Folgen für die ganze Zelle hat. Durch die signifikante Verringerung von ATP und die Anreicherung von AMP in jungen ΔPaClpP-Stämmen und durch den Umstand der gesteigerten Autophagie in dieser Mutante, fiel das Augenmerk auf die AMPK. Dieses veränderte AMP/ATP-Verhältnis ist ein Indiz für eine gesteigerte AMPK-Aktivität und könnte auch den Umstand der gesteigerten Autophagie in ΔPaClpP erklären.
4. Das Gen codierend für die katalytische α-Untereinheit der AMPK (PaSnf1) konnte erfolgreich in P. anserina deletiert werden. Das Fehlen von PaSNF1 führt zu einer reduzierten Wuchsrate, eine beeinträchtige weibliche Fertilität und eine verzögerte Sporenreifung. Es konnte gezeigt werden, dass die Autophagie infolge einer PaSnf1-Deletion nicht gänzlich unterdrückt wird, PaSNF1 allerdings für die Stress-induzierte Autophagie notwendig ist. Überraschenderweise führt die Abwesenheit von PaSNF1 zu einer verlängerten Lebensspanne im Vergleich zum Wildtyp. Die meisten Effekte infolge einer PaSnf1-Deletion konnten durch die Einbringung eines FLAG::PaSNF1-Konstrukts komplementiert werden.
5. Eine gleichzeitige PaSnf1 und PaClpP-Deletion führt zu eine unerwarteten, extremen Lebenspannenverlängerung, die die Verlängerung der Lebensspanne bei der PaClpP-Deletionsmutante noch übertrifft. Interessanterweise geht dieser Phänotyp nicht mit einer erhöhten Autophagie einher. Des Weiteren konnte beobachtet werden, dass das Fehlen von PaSNF1 sowohl in ΔPaSnf1 als auch in ΔPaSnf1/ΔPaClpP zu einer veränderten Mitochondrien-Morphologie im Alter führt. Die Abwesenheit von PaSNF1 verursacht, dass die Stämme auch im Alter (20d) noch überwiegend filamentöse Mitochondrien aufweisen. Zudem zeigen die drei analysierten Deletionsstämme (ΔPaSnf1, ΔPaClpP und ΔPaSnf1/ΔPaClpP) massive Einschränkungen wenn sie auf die mitochondriale Funktion angewiesen sind.
6. Auffallend war, dass bei ΔPaSnf1, ΔPaClpP und bei ΔPaSnf1/ΔPaClpP die Stämme mit dem Paarungstyp „mat-“ langlebiger sind als die Stämme mit dem Paarungstyp „mat+“. Dieser Effekt ist bei der ΔPaSnf1/ΔPaClpP-Doppelmutante am stärksten ausgeprägt. Weitere Untersuchungen dazu ergaben, dass die Paarungstypen immer dann eine Rolle spielen, wenn die Stämme mitochondrialem Stress ausgesetzt, oder aber auf die mitochondriale Funktion angewiesen sind. Verantwortlich für diese Unterschiede sind zwei rmp1-Allele, die mit den unterschiedlichen Paarungstyp-Loci gekoppelt sind und mit dem jeweiligen Paarungstyp-Locus vererbt werden (rmp1-1 mit „mat-“; rmp1-2 mit „mat+“).
Qualitätsstandards (QS) sind messbare Konstrukte, die helfen sollen, Versorgungslücken quantitativ zu erfassen, um langfristig die Versorgungsqualität zu verbessern. Die Assessment of SpondyloArthritis International Society (ASAS) hat kürzlich erstmals internationale QS für das Management von Patient*innen mit axialer Spondyloarthritis (axSpA) konsentiert und veröffentlicht. Die Deutsche Gesellschaft für Rheumatologie (DGRh) hat daraufhin beschlossen, diese Standards durch eine Gruppe von Expert*innen aus unterschiedlichen Versorgungsbereichen zu übersetzen, zu prüfen und ggf. zu übernehmen. Vor diesem Hintergrund wurden erstmals nationale QS für das Management von Patient*innen mit axSpA für Deutschland entwickelt. Hierbei wurde v. a. auf Machbarkeit und Praxisrelevanz geachtet. Letztlich wurden 9 QS definiert, mit denen die Qualität der Versorgung in Deutschland gemessen und verbessert werden kann bzw. soll.
The aim of this clinical trial was to evaluate the impact of all-trans retinoic acid (ATRA) in combination with chemotherapy and to assess the NPM1 status as biomarker for ATRA therapy in younger adult patients (18-60 years) with acute myeloid leukemia (AML). Patients were randomized for intensive chemotherapy with or without open-label ATRA (45 mg/m2, days 6-8; 15 mg/m2, days 9-21). Two cycles of induction therapy were followed by risk-adapted consolidation with high-dose cytarabine or allogeneic hematopoietic cell transplantation. Due to the open label character of the study, analysis was performed on an intention-to-treat (ITT) and a per-protocol (PP) basis. One thousand one hundred patients were randomized (556, STANDARD; 544, ATRA) with 38 patients treated vice versa. Median follow-up for survival was 5.2 years. ITT analyses revealed no difference between ATRA and STANDARD for the total cohort and for the subset of NPM1-mutated AML with respect to event-free (EFS; p = 0.93, p = 0.17) and overall survival (OS; p = 0.24 and p = 0.32, respectively). Pre-specified PP analyses revealed better EFS in NPM1-mutated AML (p = 0.05) and better OS in the total cohort (p = 0.03). Explorative subgroup analyses on an ITT basis revealed better OS (p = 0.05) in ATRA for genetic low-risk patients according to ELN recommendations. The clinical trial is registered at clinicaltrialsregister.eu (EudraCT Number: 2004-004321-95).
Two-particle angular correlations between trigger particles in the forward pseudorapidity range (2.5<|η|<4.0) and associated particles in the central range (|η|<1.0) are measured with the ALICE detector in p-Pb collisions at a nucleon-nucleon centre-of-mass energy of 5.02 TeV. The trigger particles are reconstructed using the muon spectrometer, and the associated particles by the central barrel tracking detectors. In high-multiplicity events, the double-ridge structure, previously discovered in two-particle angular correlations at midrapidity, is found to persist to the pseudorapidity ranges studied in this Letter. The second-order Fourier coefficients for muons in high-multiplicity events are extracted after jet-like correlations from low-multiplicity events have been subtracted. The coefficients are found to have a similar transverse momentum (pT) dependence in p-going (p-Pb) and Pb-going (Pb-p) configurations, with the Pb-going coefficients larger by about 16±6%, rather independent of pT within the uncertainties of the measurement. The data are compared with calculations using the AMPT model, which predicts a different pT and η dependence than observed in the data. The results are sensitive to the parent particle v2 and composition of reconstructed muon tracks, where the contribution from heavy flavour decays are expected to dominate at pT>2 GeV/c.
We have has performed the first measurement of the coherent ψ(2S) photo-production cross section in ultra-peripheral Pb-Pb collisions at the LHC. This charmonium excited state is reconstructed via the ψ(2S) →l+l− and ψ(2S) → J/ψπ+π− decays, where the J/ψ decays into two leptons. The analysis is based on an event sample corresponding to an integrated luminosity of about 22 μb−1. The cross section for coherent ψ(2S) production in the rapidity interval −0.9<y<0.9 is dσcohψ(2S)/dy=0.83±0.19(stat+syst) mb. The ψ(2S) to J/ψ coherent cross section ratio is 0.34+0.08−0.07(stat+syst). The obtained results are compared to predictions from theoretical models.
The production of J/ψ and ψ(2S) was measured with the ALICE detector in Pb-Pb collisions at the LHC. The measurement was performed at forward rapidity (2.5<y<4) down to zero transverse momentum (pT) in the dimuon decay channel. Inclusive J/ψ yields were extracted in different centrality classes and the centrality dependence of the average pT is presented. The J/ψ suppression, quantified with the nuclear modification factor (RAA), was studied as a function of centrality, transverse momentum and rapidity. Comparisons with similar measurements at lower collision energy and theoretical models indicate that the J/ψ production is the result of an interplay between color screening and recombination mechanisms in a deconfined partonic medium, or at its hadronization. Results on the ψ(2S) suppression are provided via the ratio of ψ(2S) over J/ψ measured in pp and Pb-Pb collisions.
We present a measurement of inclusive J/ψ production in p-Pb collisions at sNN−−−√ = 5.02 TeV as a function of the centrality of the collision, as estimated from the energy deposited in the Zero Degree Calorimeters. The measurement is performed with the ALICE detector down to zero transverse momentum, pT, in the backward (−4.46<ycms<−2.96) and forward (2.03<ycms<3.53) rapidity intervals in the dimuon decay channel and in the mid-rapidity region (−1.37<ycms<0.43) in the dielectron decay channel. The backward and forward rapidity intervals correspond to the Pb-going and p-going direction, respectively. The pT-differential J/ψ production cross section at backward and forward rapidity is measured for several centrality classes, together with the corresponding average pT and p2T values. The nuclear modification factor, QpPb, is presented as a function of centrality for the three rapidity intervals, and, additionally, at backward and forward rapidity, as a function of pT for several centrality classes. At mid- and forward rapidity, the J/ψ yield is suppressed up to 40% compared to that in pp interactions scaled by the number of binary collisions. The degree of suppression increases towards central p-Pb collisions at forward rapidity, and with decreasing pT of the J/ψ. At backward rapidity, the QpPb is compatible with unity within the total uncertainties, with an increasing trend from peripheral to central p-Pb collisions.
Transverse momentum (pT) spectra of pions, kaons, and protons up to pT=20 GeV/c have been measured in Pb-Pb collisions at sNN−−−√=2.76 TeV using the ALICE detector for six different centrality classes covering 0-80%. The proton-to-pion and the kaon-to-pion ratios both show a distinct peak at pT≈3 GeV/c in central Pb-Pb collisions that decreases towards more peripheral collisions. For pT>10 GeV/c, the nuclear modification factor is found to be the same for all three particle species in each centrality interval within systematic uncertainties of 10-20%. This suggests there is no direct interplay between the energy loss in the medium and the particle species composition in the hard core of the quenched jet. For pT<10 GeV/c, the data provide important constraints for models aimed at describing the transition from soft to hard physics.
Transverse momentum (pT) spectra of pions, kaons, and protons up to pT=20 GeV/c have been measured in Pb-Pb collisions at sNN−−−√=2.76 TeV using the ALICE detector for six different centrality classes covering 0-80%. The proton-to-pion and the kaon-to-pion ratios both show a distinct peak at pT≈3 GeV/c in central Pb-Pb collisions that decreases towards more peripheral collisions. For pT>10 GeV/c, the nuclear modification factor is found to be the same for all three particle species in each centrality interval within systematic uncertainties of 10-20%. This suggests there is no direct interplay between the energy loss in the medium and the particle species composition in the hard core of the quenched jet. For pT<10 GeV/c, the data provide important constraints for models aimed at describing the transition from soft to hard physics.
