Publikationsserver der Universitätsbibliothek Marburg

Titel:Genregulatorische und funktionelle Analysen des differentiell exprimierten rolling pebbles Transkriptes rols6 zeigen, dass das Rols6 Protein für die vollständige Differenzierung der Malpighischen Gefäße in Drosophila melanogaster notwendig ist.
Autor:Pütz, Michael
Weitere Beteiligte: Renkawitz-Pohl, Renate (Prof. Dr.)
Erscheinungsjahr:2004
URI:http://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2004/0636
URN: urn:nbn:de:hebis:04-z2004-06363
DOI: https://doi.org/10.17192/z2004.0636
DDC: Biowissenschaften, Biologie
Titel(trans.):Generegulatory and Functional Analyses of the Differentially Transcribed rolling pebbles Transcript rols6 show that Rols6 is Essentiell for proper Malpighian tubule Differentation in Drosophila melanogaster.

Dokument

Schlagwörter:
Taufliege, Rols7, Malpighian-tubules, Rols6, Zellrearrangement, Malpighi-Gefäße, Muskelentwicklung, MyoblastCity, Cellrearrangment, RollingPepples6

Zusammenfassung:
Die Kommunikation zwischen zwei Zellpopulationen, Zell-Migration und -Adhäsion sind in der Entwicklung der Malpighischen Gefäße (MpG) wie auch in der Muskelentwicklung von Drosophila melanogaster während der Myoblastenfusion essentielle biologische Vorgänge. An diesen Prozessen sind verschiedene Faktoren, z.B. Mitglieder der Immunglobulin Super Familie (IgSF), SH3-domänen Proteine, wie z.B. Myoblast city (Mbc), und auch Multidomänenproteine wie Rolling pebbles (Rols) beteiligt. Das Gen rolling pebbles kodiert für zwei differentiell exprimierte Transkripte (rols6 und rols7), wobei rols7 nur in mesodermalen Derivaten exprimiert wird und als essentiell für die Myoblastenfusion beschrieben wurde. Funktionelle und genregulatorische Analysen des rols6 Transkriptes sollten Aufschluss über die entwicklungsbiologische Relevanz von Rols6, insbesondere in der Entwicklung und Differenzierung der MpG, erbringen. Hierzu wurden bekannte rols-Allele phänotypisch analysiert, wodurch Differenzierungsdefekte der MpG aufgedeckt wurden. Durch eine spezifisch gegen rols6 gerichtete P-Element Mutagenese wurde eine Deletionslinie generiert. Anhand dieser Linie konnten die beobachteten Entwicklungsstörungen in den MpG einem Verlust der Funktion des Rols6 Proteins zugeordnet werden, wobei mesodermale Derivate in dieser Linie wildtypisch gebildet werden. Der essentielle regulative genomische Bereich für dieses Transkript konnte identifiziert werden. Dazu wurde eine Vielzahl von Reportergenkonstrukten generiert und deren Reportergenexpression in transgenen Linien analysiert. Dadurch konnten essentiell regulativ aktive Bereiche und Enhancer für die MpG und das Endoderm in einem 1,1 kb großen Fragment, stromaufwärts vom rols6 5ŽUTR identifiziert werden. rols6 Transkriptionsregulatoren sind auch weiterhin unbekannt. Ausgeschlossen werden können aber frühe determinierende Faktoren wie Krüppel, Decapentaplegic, die GATA-Faktoren Serpent und Grain und auch der Drosophila GAGA-Faktor. Durch die in dieser Arbeit durchgeführten funktionellen Analysen konnte erstmalig eine Funktion von Rols6 an der Zellumstrukturierung während der Differenzierung der MpG in Drosophila beschrieben werden. Die phänotypische Analyse von Mutanten der aus der Myogenese bekannten, potentiellen Rols Interaktionspartner Mbc und Rac weisen vergleichbare Defekte in der Differenzierung der MpG auf. Die erbrachten Daten weisen darauf hin, dass Rols6, Mbc und Rac gemeinsam in einer Wirkungskette beteiligt sind. Schließlich konnte durch die spezifisch gegen rols6 gerichtete Mutagenese gezeigt werden, dass der Rols Isotyp 6 eine biologische Funktion während der Differenzierung der MpG übernimmt, während Rols7 in der Myoblastenfusion funktionell ist, wobei die Expressionen der beiden rols Transkripte über gewebespezifische Promotoren reguliert werden.

Summary:
Cell-cell communication, -migration and -adhesion are essentiell biological processes in Drosophila melanogaster Malpighian tubule (MpT) differentiation as well as in myoblast fusion. Several different protein families are involved in these processes, e.g. IgG-like proteins (Hibris), SH3-domain containing proteins (Myoblast city) and multidomain proteins such as Rolling pebbles (Rols). rolling pebbles encodes two transcripts (rols6 and rols7). These transcripts are regulated by distinct transcription initiation sites, of which only rols7 is transcribed within mesodermal derivates. Rols7 gives rise to the Rols7 protein, which is known to be an essential factor during myoblast fusion. Concerning rols6 transcription in the endoderm, in the head region and in the MpTs less is known about. The aim of this work was to clearify the relevance of the Rols6 protein during Malpighian tubule development. Phenotypic analyses of rolling pebbles alleles turned out that these alleles exhibit a phenotype in late MpT differentiation. As only rols6 is transcribed in MpT cells these differentiation defects might be caused by the deletion of rols6 within rols mutant embryos. This hypothesis could be verified by rols6 directed P-element excision mutagenesis. From this the excision strain EP(3)3330*5a resulted and exhibited the characteristical MpT differentiation defects previously seen in rols mutant embryos. Initial genregulatory analyses were made by lacZ-reportergene expression assays in transgenic flies. These revealed that the essential regulating regions are located within a 1100 bp genomic fragment upstream of the rols6 specific exon 1 (5ŽUTR) that includes the rols6 transcription initiation start site. This 1,1 kb fragment is sufficient to drive b-Galactosidase expression in a rols6 like pattern. Transcriptional activators (TAs) are unknown so far. In situ hybridizations with a rols6 specific probe on mutants of putative TAs revealed that early determinants such as Krüppel, Decapentaplegic, GATA-factors (Serpent; Grain) or the Drosophila GAGA-factor are not required for rols6 transcription. In this work first evidence for a role of the Rols6 protein in cell-reorganisation during late differentiation steps of the MpTs in Drosophila is presented. Phenotypic analysis of mutants for Rols7 interaction partners known from myogenesis, such as Myoblast city (Mbc) and Rac, support the hypothesis that Rols6, Mbc and Rac might act in a common signaling cascade during differentiation of MpTs. Finally in this work it is shown by generation of a rols6 specific deletion that Rols6 has a biological function in MpT development, whereas Rols7 is of essential function in myoblast fusion, and that both transcripts are regulated tissue specific by distinct promoter elements.


* Das Dokument ist im Internet frei zugänglich - Hinweise zu den Nutzungsrechten