Funktionelle Analyse und Dynamik der regulatorischen Schaltkreise des TEA-Transkriptionsfaktors Tec1 in Saccharomyces cerevisiae

Haploide Zellen der Bäckerhefe Saccharomyces cerevisiae können abhängig von Umwelteinflüssen die beiden Differenzierungsprogramme Konjugation und adhäsives Wachstum ausführen. An dieser Regulation ist das hochkonservierte Fus3/Kss1-MAPK Modul beteiligt, welches die beiden Transkriptionsfaktoren Ste1...

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Main Author: Weisser, Sarah
Contributors: Mösch, Hans-Ulrich (Prof. Dr.) (Thesis advisor)
Format: Doctoral Thesis
Language:German
Published: Philipps-Universität Marburg 2015
Subjects:
Online Access:PDF Full Text
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Description
Summary:Haploide Zellen der Bäckerhefe Saccharomyces cerevisiae können abhängig von Umwelteinflüssen die beiden Differenzierungsprogramme Konjugation und adhäsives Wachstum ausführen. An dieser Regulation ist das hochkonservierte Fus3/Kss1-MAPK Modul beteiligt, welches die beiden Transkriptionsfaktoren Ste12 und Tec1 kontrolliert. Unter Konjugationsbedingungen wird das Adhäsions-spezifische Tec1 abgebaut, um eine ungewollte Aktivierung von Zielgenen der Adhäsion während der Konjugation zu verhindern. Jedoch finden sich in der Promotorregion von TEC1, neben Tec1-spezifischen Bindestellen (TCS-Elemente; „TEA/ATTS consensus sequence“) auch mögliche Bindestellen für Se12 (PREs; „pheromone response elements“), die vermuten lassen, dass der TEC1-Promotor direkt durch Ste12 gebunden wird und die TEC1-Expression entgegen den Erwartungen unter Konjugationsbedingungen induziert wird. In der vorliegenden Arbeit sollte daher die transkriptionelle und translationelle Regulation von Tec1 insbesondere durch Ste12 näher beleuchtet werden. Zunächst wurde untersucht, welche Rolle die Autoregulation und die Regulation durch Ste12 bei der Kontrolle der TEC1-Expression während verschiedener Differenzierungsprogramme spielen und ob ausgewählte Umweltsignale selektiv über einen bestimmten Regelkreis verarbeitet werden. Hier konnte gezeigt werden, dass die Expression von TEC1 unter vegetativen und Konjugationsbedingungen hauptsächlich durch Ste12 über die PREs vermittelt wird, während die TCS-Elemente für eine effiziente Transkription nicht benötigt werden. Zudem konnte gezeigt werden, dass die TEC1-Expression und Proteinstabilität durch verschiedene Nährstoffsignale beeinflusst wird. Ein Mangel an Glukose führte beispielweise zu erhöhten TEC1-Transkript- und Tec1-Proteinmengen, während Stickstoffmangel nur die TEC1-Transkription leicht induziert, die Tec1-Proteinstabilität aber negativ beeinflusst wird. Dabei zeigte sich auch, dass diese Nährstoffkontrolle vermutlich nicht über den TCS- oder PRE-vermittelten Regelkreis erfolgt, sondern über bislang noch unbekannte Mechanismen. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurde gezeigt, dass der 3‘ untranslatierte Bereich (UTR, „untranslated region“) von TEC1 vermutlich wichtig für die Kontrolle der TEC1-Translation durch das RNA-Bindeprotein Mpt5 zu sein scheint. Der dritte Teil der Arbeit beschreibt die erfolgreiche Entkopplung der TEC1-Expression von der Ste12-vermittelten Kontrolle durch eine synthetische, Doxyzyklin-vermittelte Kontrolle der Transkription. Es konnte gezeigt werden, dass die Ste12-Kontrolle der TEC1-Expression durch eine einzelne Bindestelle für einen Doxyzyklin-regulierten Aktivator ersetzt werden kann. Zudem zeigte sich, dass der aus dem humanen Cytomegalievirus stammende Promotor in S. cerevisiae vermutlich nicht effizient genug aktiviert wird, um eine für die Aktivierung der TEC1-Expression ausreichende Menge an Doxyzyklin-reguliertem Aktivator zu produzieren.
Physical Description:171 Pages
DOI:10.17192/z2016.0054