Il rimodellamento degli organelli tramite autofagia selettiva durante il differenziamento neuronale

Neuronal differentiation is a highly complex process, characterized by large-scale remodeling of the proteome and organelles. The authors of the article examined in this thesis, using temporal proteomics and mitophagy reporters, have highlighted the changes that occur in human embryonic stem cells (hESCs) during neurogenesis after the activation of selective autophagy. In particular, an increase in PINK1-independent mitophagy is observed, correlated with a molecular reprogramming of the cellular metabolism, shifting from glycolysis to oxidative phosphorylation. Proteomic analysis reveals that during neurogenesis a huge remodeling of factors related to pluripotency and proteostasis occurs. Then the important role of the BNIP3L protein in the programmed mitophagic flux is highlighted. Furthermore, it is noted that during this process, remodeling is not limited only to mitophagy, but also a remodeling of the endoplasmic reticulum and golgi apparatus occurs. These results therefore highlight the importance of selective autophagy in the remodeling of the proteome during neuronal differentiation, revealing BNIP3L as a central regulator of programmed mitophagic flux.

Il differenziamento neuronale è un processo molto complesso, che prevede il rimodellamento su larga scala del proteoma e degli organelli cellulari. Gli autori dell’articolo preso in esame in questa tesi, servendosi della proteomica temporale e di reporter della mitofagia, hanno messo in luce le modifiche che avvengono in cellule staminali embrionali umane (hESCs) durante la neurogenesi in seguito alla attivazione della autofagia selettiva. In particolare è stato riscontrato un aumento della mitofagia PINK1 indipendente correlata ad una riprogrammazione molecolare del metabolismo cellulare che, dalla glicolisi, lascia spazio alla fosforilazione ossidativa. L’analisi proteomica ha rivelato che durante la neurogenesi avviene un ampio rimodellamento di fattori legati alla pluripotenza e alla proteostasi. E’ stato poi evidenziato il ruolo fondamentale svolto dalla proteina BNIP3L nel flusso mitofagico programmato che si verifica. Inoltre è stato scoperto che, durante questo processo, il rimodellamento non si limita solo alla mitofagia ma si verifica anche un rimodellamento del reticolo endoplasmatico e dell’apparato di Golgi. Questi risultati evidenziano dunque l’importanza dell’autofagia selettiva nel rimodellamento del proteoma durante il differenziamento neuronale, rivelando BNIP3L come regolatore centrale del flusso mitofagico programmato.