Yeast peroxisomes:de novo formation and maintenance

Peroxisomen zijn belangrijke organellen in eukaryote cellen. Ze bestaan uit een enkele membraan met een eiwitrijke matrix. Belangrijke peroxisomale processen zijn de β-oxidatie van vetzuren en de afbraak van waterstofperoxide. Momenteel is er veel discussie over de wijze waarop peroxisomen worden gevormd. In wild-type gisten worden ze voornamelijk aangemaakt door deling van al aanwezige organellen. Er bestaan echter mutanten waarin peroxisomen volledig afwezig zijn (b.v. in pex3 of pex19 mutanten). Tot nu toe werd gedacht dat na het herintroduceren van het PEX3 of PEX19 gen in deze mutanten nieuwe peroxisomen werden gevormd vanuit het endoplasmatisch reticulum (ER).Experimenten die beschreven zijn in dit proefschrift wezen uit dat in pex3 en pex19 mutanten wel degelijk peroxisomale membraan structuren aanwezig zijn. Deze structuren zijn de basis voor de vorming van nieuwe peroxisomen als het PEX3 of PEX19 gen wordt geherintroduceerd. Onder deze omstandigheden worden peroxisomen dus niet uit het ER gevormd.Peroxisoom homeostase omvat een nauwkeurige balans tussen de vorming en afbraak (pexofagie) van peroxisomen. We hebben laten zien dat de aanwezigheid van eiwitaggregaten slecht is voor cellen en leidt tot verhoogde niveaus van zuurstof radicalen. Deze eiwitaggregaten stimuleerden asymmetrische deling van peroxisomen en afbraak van de aggregaat bevattende organellen. Tenslotte hebben we een nieuwe functie gevonden voor het peroxisomale membraan eiwit Wsc. Dit eiwit speelt een rol in de deling en overerving van peroxisomen in gisten die groeien op glucose.Peroxisomes are important eukaryotic organelles, consisting of a protein rich matrix, surrounded by a single membrane. Generalized functions include β-oxidation of fatty acids and detoxification of hydrogen peroxide. Currently, it is highly debated how peroxisomes are formed. In wild-type yeast cells the organelles primarily develop by fission of pre-existing ones. However, it has been proposed that they can also form de novo from the endoplasmic reticulum (ER) in mutant cells fully lacking peroxisomal membrane structures (e.g. pex3 or pex19), upon reintroduction of the corresponding genes. Studies described in this thesis revealed, however, in these mutants, pre-peroxisomal structures are present, which serve as template for re-introduction of peroxisomes. Hence, under these conditions peroxisomes do not derive from the ER.Peroxisome homeostasis involves a delicate balance between peroxisome biogenesis and degradation (pexophagy). We demonstrate that the presence of protein aggregates in the peroxisomal matrix had physiological disadvantages as it affected growth of the cells and caused enhanced levels of reactive oxygen species. These protein aggregates promoted asymmetric peroxisome fission and degradation of peroxisomes containing protein aggregates via autophagy Finally, this thesis describes a novel function for the peroxisomal membrane protein Wsc, which is important for peroxisome fission and segregation in glucose-grown yeast cells