Dokument: Die Rolle von Proteinaggregation und Proteinhomeostase im seneszenten Zellkern
| Titel: | Die Rolle von Proteinaggregation und Proteinhomeostase im seneszenten Zellkern | |||||||
| Weiterer Titel: | The role of protein aggregation and protein homeostasis in the senescent cell nucleus | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=21038 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20120402-094940-6 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Dr. Singer, Anja Lena [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. von Mikecz, Anna [Betreuer/Doktorvater] Prof. Dr. Wagner, Rolf [Gutachter] | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie | |||||||
| Beschreibungen: | Proteinaggregation ist das Kennzeichen neurodegenerativer Erkrankungen. Bis jetzt ist wenig darüber bekannt, ob Proteinaggregation auch unabhängig von Krankheiten altersbedingt auftritt. Diese Frage sollte mit dem Modell der replikativen Seneszenz beantwortet werden. Replikative Seneszenz bezeichnet den irreversiblen Zellzyklusarrest, den Zellen durch regelmäßiges Kultivieren in vitro erreichen. In dieser Arbeit wurden fötale Fibroblasten aus der Lunge (WI-38), humane dermale Fibroblasten (HDFs) und humane Vorhautfibroblasten (engl. human foreskin fibroblasts, HFF) auf Proteinaggregation untersucht. Während alle drei Fibroblastentypen mit b-Galaktosidase und den Cyclin-Kinase Inhibitoren p21 und p16 dieselben Seneszenzmarker exprimierten, formierten sich nur in HDFs Seneszenz assoziierte Proteinaggregate (SAPAs) im Zellkern. In seneszenten WI-38 Zellen bildeten sich durch Veränderungen des Chromatins sogenannte Seneszenz assoziierte Heterochromatin Foci (SAHF). In HFF konnten weder SAHFs noch SAPAs beobachtet werden. Der Fokus dieser Arbeit lag auf der Analyse der SAPAs.
Es konnte gezeigt werden, dass SAPAs aus Proteinen zusammengesetzt sind, die wichtig für die DNA-Replikation, Transkription, Proteolyse, Zellzykluskontrolle und die Antwort auf DNA-Schäden sind. Mit Filterbindungsassays wurden zwei Komponenten der SAPAs identifiziert, die SDS-unlöslich wurden; eine Eigenschaft, die sie mit Proteinaggregaten neurodegenerativer Erkrankungen teilen. Mittels In vivo complex of enzyme-bioassays konnte gezeigt werden, dass in seneszenten HDFs die Anzahl toxischer TopoisomeraseI-DNA-Komplexe ansteigt. Zudem konnten SAPAs durch Kolokalisationsstudien mit den DNA-Schadensmarkern gH2AX und Phospho-NuMA eindeutig mit DNA-Schäden assoziiert, und NuMA als neuer Seneszenzmarker etabliert werden. Die Analyse des Ubiquitin-Proteasomen Systems ergab einen Anstieg der nucleären proteasomalen Aktivität in seneszenten HDFs, der jedoch auch in WI-38 und HFFs beobachtet wurde. SAPAs konnten demnach als alleinige Ursache für die erhöhte proteasomale Aktivität in HDFs ausgeschlossen werden. In dieser Arbeit wurde ein neuer Seneszenzphänotyp etabliert, bei dem sich SAPAs altersbedingt und unabhängig von Krankheiten bilden. Die Vermutung liegt nahe, dass in SAPAs wichtige nucleäre Proteine segregieren und dadurch der Zustand der replikativen Seneszenz in HDFs manifestiert wird.Protein aggregation is a hallmark of neurodegenerative diseases, but little is known about age-related aggregation in the non-disease condition. The model of replicative senescence was used, to answer this question. Replicative senescence is a state of irreversible cell cycle arrest of cells after serial cultivation in vitro. In these study fetal lung fibroblasts (WI-38), human dermal fibroblasts (HDF) and human foreskin fibroblasts (HFFs) were analysed for protein aggregation. While they all share markers such as increased b-galactosidase activity, and upregulation of cyclin-kinase inhibitors p16 and p21, only human dermal fibroblasts showed senescence associated protein aggregates (SAPAs) in the nucleus. In the nucleus of senescent WI-38 cells, the chromatin undergoes changes through the formation of facultative heterochromatin called senescence associated heterochromatin foci (SAHFs). However, HFF neither showed SAPA nor heterochromatin formation. Here, major emphasis was laid on analysis of SAPAs. SAPAs are composed of proteins important for DNA replication, transcription, proteolysis, cell cycle control and DNA damage response. At least, two SAPA components become SDS-insoluble as shown with filter retardation assays. SDS- insolubility is a hallmark of protein aggregates in neurodegenerative diseases. In vivo complex of enzyme-bioassays showed an increase in toxic covalent topoisomeraseI-DNA-complexes in senescent HDFs. Aditionalley, colocalisation studies with DNA damage markers gH2AX and phospho-NuMA revealed an association of SAPAs with DNA damage sites. Here, NuMA was established as new marker for replicative senescence. Analysis of the ubiquitin-proteasome system reveals an increase of global proteasomal activity in senescent HDFs. This increase was also observed for aged WI-38 and HFFs; therefore SAPAs are not the only reason for increased proteolytic activity. Here, a new senescence phenotype was established, forming aggregates in an age-related, non-disease condition. Supposable, essential nuclear proteins are segregated in SAPAs, which in turn manifest the status of replicative senescence in HDFs. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie | |||||||
| Dokument erstellt am: | 02.04.2012 | |||||||
| Dateien geändert am: | 02.04.2012 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 13.10.2011 | |||||||
| Datum der Promotion: | 30.11.2011 |
