Cytoskeletal Components during Myogenesis of Drosophila melanogaster: Microtubules vs. Myosins as Actin Motor Proteins

Die synzytiale larvale Muskulatur von Drosophila melanogaster entsteht, indem zwei unterschiedliche Zelltypen miteinander fusionieren, die Identität-vermittelnden Founder Zellen (FCs) mit Fusions-kompetenten Myoblasten (FCMs). Während der Fusion im somatischen Mesoderm wird ein Signalkomplex etabliert, der als Fusion-restricted Myogenic-Adhesive Structure (FuRMAS) bezeichnet wird, bestehend aus einem Ring von Adhäsionsmolekülen sowie einem Aktin-reichen Fokus auf Seiten der FCM und einer Aktin-Schicht auf Seiten der FC. Dieser Signalkomplex verknüpft die Zelladhäsion mit nachfolgenden Fusionsschritten. Das Aktin-Zytoskelett nimmt während der Myoblastenfusion wahrscheinlich wichtige Funktionen ein, z.B. den Transport von Vesikeln, der Expansion der Fusionspore sowie die Generierung von Kraft, um die FCM in den wachsenden Muskel zu integrieren. In dieser Arbeit wird untersucht, ob zusätzlich zum Aktin-Zytoskelett Transportprozesse über Mikrotubuli involviert sind, indem die Expression von -Tubulinen, den strukturellen Untereinheiten der Mikrotubuli, analysiert wird. Trotz der starken Expression im Mesoderm entwickelt sich die embryonale Muskulatur unabhängig von der 3-Tubulin Isoform. Desweiteren sind geringe Mengen des maternal bereitgestellten 1-Tubulin ausreichend für die Entwicklung der Körperwandmuskulatur, sodass Mikrotubuli-basierte Transportprozesse während der Drosophila Myogenese eine untergeordnete Rolle zu spielen scheinen. Rolling pebbles 7 (Rols7) stellt ein essentielles Adaptor-Protein an den FuRMAS auf Seiten der FC dar, welches in vitro mit Myosin heavy chain-like (Mhcl) interagiert. In dieser Arbeit wird gezeigt, dass Mhcl ebenfalls in FCs exprimiert wird und an der Kontaktstelle hin zur adhärierenden FCM lokalisiert. Dieses unkonventionelle Myosin könnte als Aktin-Motorprotein an den FuRMAS agieren und am Transport von Vesikeln oder dem Weiten der Fusionspore beteiligt sein, wahrscheinlich in Redundanz zu anderen Myosinen. Die synzytiale viszerale Muskulatur im Embryo umgibt den Darm als Netzwerk aus binukleären zirkulären Muskeln und multinukleären longitudinalen Muskeln. Diese Arbeit zeigt, dass die longitudinalen FCs mit einem anderen FCM-Typ als die zirkulären FCs fusionieren. Das Adapter-Protein Rols7 ist an diesem Fusionsprozess beteiligt, während Proteine, die die Aktin-Polymerisierung während des somatischen Fusionsprozesses regulieren, bereits in der Wanderung der longitudinalen FCs oder ebenfalls in der Entstehung von Synzytien involviert sind.