Dokument: Analyse von Septinen während des hyphalen Wachstums in Ustilago maydis
| Titel: | Analyse von Septinen während des hyphalen Wachstums in Ustilago maydis | |||||||
| Weiterer Titel: | Analysis of septins during hyphal growth of Ustilago maydis | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=39917 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20161017-115349-6 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Dr. Zander, Sabrina [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Feldbrügge, Michael [Gutachter] Prof. Dr. Schaal, Heiner [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | Ustilago maydis, Septine, RNA-Transport, Endosomen | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie | |||||||
| Beschreibungen: | Septine gehören zu der Klasse der GTP-bindenden Proteine und sind unter anderem an Zellpolarität, Membranumbau, Zytokinese und Zellmorphologie beteiligt. Konserviert in allen Eukaryoten außer höheren Pflanzen, bilden Septine nicht-polare, heteromere Komplexe aus. Diese können an ihren Enden assemblieren und so Filamente und eine Vielzahl anderer komplexerer Strukturen ausbilden. Diese heterooligomeren Strukturen und deren subzelluläre Lokalisation sind bereits intensiv untersucht worden. Der genaue Mechanismus, welcher der Assemblierung und des Transports von Septinen zugrunde liegt, ist jedoch nicht bekannt.
Das Genom des filamentösen Pilzes U. maydis kodiert für die folgenden vier Septine: Cdc3, Cdc10, Cdc11 und Cdc12. In dieser Arbeit wurde in Deletionsstudien der Einfluss des Verlusts der Septine während des hyphalen Wachstums in U. maydis getestet. Es konnte gezeigt werden, dass alle vier Septine für ein effizientes unipolares Wachstum benötigt werden und eine gemeinsame Funktion während des hyphalen Wachstums ausüben. Weiterhin wurde die subzelluläre Lokalisation aller Septine mit Gfp-Fusionen untersucht. Alle vier Septine konnten in zytoplasmatischen Ringen, am Septum, in Filamenten und auf sich bewegenden, frühen Endosomen gefunden werden. Kolokalisationsstudien verifizierten, dass alle Septine abhängig voneinander in denselben Strukturen vorkamen. Des Weiteren zeigten FRET-Analysen, dass Cdc3 und Cdc12 in vivo direkt miteinander interagieren. Die endosomale Lokalisation der Septine war nicht nur abhängig von jedem individuellen Septin, sondern auch von dem RNA-bindenden Protein Rrm4. RNA-Lebendzell-Experimente aller Septin-mRNAs zeigten, dass diese ebenfalls Rrm4-abhängig auf den Endosomen transportiert werden. FRAP-Experimente verdeutlichten weiterhin, dass die Rückgewinnung der Fluoreszenz von Cdc3-mCherryN und Cdc12-GfpN an denselben subzellulären Stellen stattfand und diese Rückgewinnung durch den endosomalen RNA-Transport gefördert wurde. Daher wurde ein Modell postuliert, in welchem eine lokale Translation die Assemblierung von neu synthetisierten Septinen in heteromere Strukturen auf den Endosomen unterstützt. Dies ist wichtig für den Langstreckentransport der Septine und für eine effiziente Bildung des Septin-Zytoskeletts.Septins are GTP-binding cytoskeletal proteins with functions in cell polarity, membrane remodelling, cytokinesis and cell morphology. Conserved across eukaryotes, except higher-order plants, septins assemble in nonpolar, heteromeric complexes. These further assemble end-to-end to form filaments and a variety of higher-order structures. The heterooligomeric structure of septins and their subcellular localisation have already been extensively studied. However, a precise mechanism of their subcellular assembly and their intracellular transport are unknown. The genome of the filamentous fungus U. maydis encodes four septin proteins: Cdc3, Cdc10, Cdc11 and Cdc12. In this study the influence of septin deletions were analysed, during the hyphal state of U. maydis. All four septins are needed for efficient unipolar growth indicating a common function for septins during hyphal growth. Furthermore, the subcellular localisation were analysed with Gfp fusion proteins. All septins showed the same localisation in cytoplasmic rings, at septa, in filaments and on moving early endosomes. Colocalisation studies revealed that all septins localise interdependently in the same structures. Furthermore, FRET analysis showed that Cdc3 and Cdc12 interact directly in vivo. Endosomal transport was not only dependent on each individual septin, but also dependent on the RNA-binding protein Rrm4. RNA live imaging of all four mRNAs showed also an Rrm4-dependent transport. FRAP experiments demonstrated that recovery of Cdc3-mCherryN and Cdc12-GfpN occurs simultaneously at distinct subcellular sites and that the rate of recovery was facilitated by the endosomal RNA transport. Based on this results, a model was proposed where local translation promotes the assembly of newly synthesized septins in heteromeric structures on the surface of endosomes. This is important for the long-distance transport of septins and the efficient formation of the septin cytoskeleton. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät | |||||||
| Dokument erstellt am: | 17.10.2016 | |||||||
| Dateien geändert am: | 17.10.2016 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 20.07.0016 | |||||||
| Datum der Promotion: | 29.09.2016 |
