The Role of N-Glycosylation of Integrin α5β1: From Molecular Spatiotemporal Behavior to Cellular Function

Abstract

Les integrines són receptors transmembrana que regulen processos cel·lulars com la migració i la proliferació. Aquesta tesi estudia la integrina α5β1 i el paper de les N-glicosilacions en la seva funcionalitat. Es van generar mutants amb diferents patrons de glicosilació i es van analitzar els seus efectes a nivell cel·lular i a nivell de molècula mitjançant tècniques avançades de microscòpia. Els resultats mostren que la glicosilació en la posició 11 de la subunitat α5 regula la formació de clústers, l’adhesió cel·lular i la interacció amb galectina-1, afectant la migració i proliferació cel·lular. A més, es van desenvolupar eines basades en Deep Learning per millorar l’anàlisi d’imatges de microscòpia i l’anàlisis de trajectòries. Aquest estudi aporta noves perspectives sobre la regulació de les integrines i el seu impacte en processos fisiològics i patològics.

Integrins are transmembrane receptors that regulate cellular processes such as migration and proliferation. This thesis investigates the α5β1 integrin and the role of N-glycosylation in its functionality. Mutants with different glycosylation patterns were generated, and their effects on cellular and molecular behavior were analyzed using advanced techniques such as single-molecule microscopy and computational modeling. Results show that glycosylation at position 11 of the α5 subunit regulates cluster formation, cell adhesion, and galectin-1 interaction, impacting cell migration and proliferation. Additionally, Deep Learning-based tools were developed to enhance microscopy imaging and trajectory analysis. This study provides new insights into integrin regulation and its implications in physiological and pathological processes.