Funktionelle Analysen zum Abbau von N-Cadherin während der Myoblastenfusion von Drosophila melanogaster durch Schizo und Abi und die Rolle der Drosophila nicht-Rezeptortyrosinkinasen Shark und Csk bei der Integrin-vermittelten Anheftung der Muskeln an die Epidermis

Die Myoblastenfusion im Drosohila-Embryo ist charakterisiert durch die Fusion zwei verschiedener Zelltypen: die FCs und die FCMs. Die Erkennung und Anheftung der Myoblasten wird durch Adhäsionsproteine der Immunoglobulin-Superfamilie sowie der Cadherin-Familie vermittelt. Um zu fusionieren, müssen d...

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Main Author: Lübke, Stefanie
Contributors: Önel, Susanne (Dr.) (Thesis advisor)
Format: Dissertation
Language:German
Published: Philipps-Universität Marburg 2020
Subjects:
Online Access:PDF Full Text
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Description
Summary:Die Myoblastenfusion im Drosohila-Embryo ist charakterisiert durch die Fusion zwei verschiedener Zelltypen: die FCs und die FCMs. Die Erkennung und Anheftung der Myoblasten wird durch Adhäsionsproteine der Immunoglobulin-Superfamilie sowie der Cadherin-Familie vermittelt. Um zu fusionieren, müssen die Myoblastenmembranen den Abstand zueinander verringern, was durch eine Protein-freie Zonen an der Adhäsionsstelle erreicht wird. Dies setzt voraus, dass auch Zelladhäsionsproteine wie N-Cadherin, das für die Vermittlung des Zellkontaktes benötigt wird, von der Membran entfernt werden. Genetische und biochemische Analysen deuten darauf hin, dass am Abbau von N-Cadherin der Arf1-Gunanin-Nukleotidaustauschfaktor (GEF) Schizo, das BAR-Domänenhaltige Protein Graf1 sowie Abi als Regulator der F-Aktin Polymerisation involviert sind. Im ersten Teil der vorliegenden Arbeit sollte untersucht werden, ob N-Cadherin durch die Dynamin-unabhängige Arf1-abhängige Endozytose abgebaut wird und welche Rolle Abi dabei spielt. Analysen der Fluoreszenzintensitäten von N-Cadherin in Drosophila-Embryonen als auch in adulten Testis zeigen, dass schizo-Mutanten nicht in der Lage sind N-Cadherin abzubauen. Besonders der Verlust der Sec7-Domäne, welche für die Aktivierung der Arf1-GTPase verantwortlich ist, führt zu einer Erhöhung der N-Cadherin-Fluoreszenz an den Membranen. Die Überexpression von konstitutiv-aktivem Schizo und Arf1 führen zu einer Reduktion von N-Cadherin. Ein damit möglicher Mechanismus zur Entfernung von N-Cadherin ist die CLIC/GEEC-Endozytose, in welche Arf1 und Graf1 involviert sind. Proteininteraktionstests zeigen, dass aktiviertes Graf1, dem die BAR-Domäne fehlt, mit der intrazellulären Domäne von N-Cadherin interagiert. Das Vorhandensein der BAR-Domäne verhindert jedoch die Interaktion mit N-Cadherinintra. Die in dieser Arbeit mittels CRISPR/Cas9 hergestellten graf1-Mutanten zeigen keine Fusionsdefekte. Dies lässt vermuten, dass Graf1 nicht essentiell für die Myoblastenfusion ist. Die physische Interaktion zwischen schizo und abi während der Myoblastenfusion deutet zunächst auf eine mögliche Aktivierung des Scar/WAVE-Komplexes während dem Abbau von N-Cadherin hin. Allerdings lassen die hier durchgeführten genetischen Interaktionsstudien eher auf eine antagonistische Wirkung von Abi und Schizo schließen. Im zweiten Teil der Arbeit wurden verschiedene Mitglieder der nicht-Rezeptor-Tyrosinkinasen (nRTKs) auf eine mögliche Funktion während der Myogenese hin untersucht. Durch genetische Interaktionsstudien konnten die nRTKs Shark und Csk, der Regulator der Src-Kinasen, identifiziert werden. Der Verlust von shark und csk führt zu Defekten während der Myoblastenfusion und zu Anheftungsdefekten der Muskeln an die Epidermis. Für die Adhäsion der Muskeln an die Epidermis ist das Zelladhäsionsprotein Integrin verantwortlich. In Muskelzellen wird das Heterodimer αPS2βPS-Integrin gebildet, in den epidermalen Tendonzellen das αPS1βPS-Heterodimer. Analysen zur Expression von βPS-Integrin lassen vermuten, dass Csk und Shark an der "Inside-out"-Signalkaskade von Integrin wirken, da eine reduzierte Expression von βPS-Integrin beobachtet wurde. Genetische Interaktionsstudien mit dem Zelladhäsionsprotein Sns, dem Wasp-Regulator Wip und mit Scar/WAVE lassen zudem vermuten, dass die nRTK Csk auch eine Rolle bei der Myoblastenfusion spielt, da in Doppelmutanten und Gendosisexperimenten eine vermehrte Anzahl von unfusionierten Myoblasten beobachtet wurde.
Physical Description:198 Pages
DOI:https://doi.org/10.17192/z2020.0097