Dokument: Ftm reguliert die Transitionszonen-Integrität und proteasomale Aktivität in primären Zilien

Titel:	Ftm reguliert die Transitionszonen-Integrität und proteasomale Aktivität in primären Zilien
Weiterer Titel:	Ftm regulates transition zone integrity and proteasomal activity at primary cilia
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=23592
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20130125-123121-3
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Lier, Johanna [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 9,04 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 25.01.2013 / geändert 25.01.2013
Beitragende:	Prof. Dr. Rüther, Ulrich [Gutachter] Prof. Dr. Klein, Thomas [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	Die Transitionszone (TZ) ist ein Kompartiment an der Basis von Zilien, das den Import und Export ziliärer Proteine und damit verbundener Signalwege reguliert. Vier Multiproteinkomplexe organisieren die TZ-Integrität: das Nphp1-4-8-Modul, das Nphp5-6- Modul, das Inversin-Kompartiment und das Mks/B9-Modul. Die Dysfunktion oder der Verlust dieser Modulproteine führt zu einer Vielzahl von menschlichen Ziliopathien, deren molekulare Ursachen noch ungeklärt sind. Publizierte Studien in C. elegans demonstrieren, dass Ftm dort den Hauptorganisator aller TZ-Module darstellt. Im Kontrast dazu ist Ftm in den hier untersuchten primären Mausfibroblasten (MEFs) zwar für die Organisation der Nphp-Module und des Inversin-Kompartiments essentiell, wird jedoch nicht für die TZ-Lokalisierung des Mks/B9-Moduls benötigt. Folglich unterliegt die Organisation der Säugetier-TZ einer höheren Komplexität. Nichtsdestotrotz enthalten Ftm-negative Zilien eine veränderte ziliäre Proteinkomposition: Während einige Membran-assoziierte Proteine reduziert in der Zilie lokalisieren, liegt das Ftm-verwandte, säugetierspezifische Rpgrip1 an der ziliären Basis angereichert vor. Die erhöhte Rpgrip1-Menge könnte auf eine partiell Ftm-redundante Funktion hinweisen. Frühere Analysen demonstrieren weiterhin, dass bei Ftm-Defizienz eine Vielzahl von Signalwegen gestört zu sein scheint u.a. die Shh-Signalkaskade. Es wird vermutet, dass Ftm-negative Embryonen eine verminderte Proteasomaktivität aufweisen, da sich Gli3- 190, welches normalerweise durch Proteasomen prozessiert wird, bei Ftm-Verlust anreichert. In dieser Arbeit wurde ebenfalls in Ftm-/--MEFs eine erhöhte Menge des Proteins nachgewiesen. Es stellte sich heraus, dass das zusätzliche Gli3 hauptsächlich in den Zilien Ftm-defizienter MEFs akkumuliert. Zudem wurde eine Interaktion von Ftm mit Psmd2, einer Komponente der regulatorischen 19S-Untereinheit des Proteasoms, in der TZ von Zilien identifiziert. Die proteasomale Dysfunktion wurde offenkundig, als sich darstellte, dass sich die Proteinmengen verschiedener potentieller Proteasomsubstrate wie Sufu, p-β-Catenin und ubiquitinierter Proteine in der Abwesenheit von Ftm anreichern. Zusätzlich wurde eine verstärkte Rekrutierung von Proteasomkomponenten an der Basis von Ftm-/--Zilien ausgemacht, ein Ereignis, das in proteasominhibierten Zellen beobachtet wird. Auch verursacht die Ftm-Defizienz eine Verlängerung von Zilien und eine gesteigerte Zentriolenanzahl, ebenfalls Defekte, die auf eine Proteasomdysfunktion zurückgeführt werden können. Infolgedessen übt Ftm eine duale Funktion an der Zilie aus, indem es die TZ-Integrität und proteasomale Aktivität reguliert. The transition zone (TZ), a compartment at the base of cilia, is suggested to regulate the import and export of ciliary proteins thereby controlling cell signaling. Four multiprotein complexes organize TZ integrity: the Nphp1-4-8 module, the Nphp5-6 module, the Inversin compartment and the Mks/B9 module. Several human ciliopathies are caused by dysfunction or loss of module proteins and little is known about their functional mechanisms. Published studies in C. elegans demonstrate that Ftm acts as the main organizer of TZ modules. Contrary in primary fibroblasts, Ftm is essential for organising the Nphp moduls and the Inversin compartment, but is not needed for TZ localisation of the Mks/B9 module. Consequently, there is a higher complexity in TZ organisation in mammals. Nevertheless, Ftm-negative cilia display a modified ciliary protein composition: Some membrane-associated proteins show reduced ciliary localisation, while localisation of the Ftm-related protein Rpgrip1 is elevated at the ciliary base. The increased Rpgrip1 level could be due to a partially Ftm-redundant function. Furthermore, former analyses demonstrate that Ftm deficiency causes defects in several signaling pathways, especially in the Shh signaling cascade. It is assumed, that Ftm-negative embryos exhibit a lowered proteasome activity, since Gli3-190, which is normally processed by proteasomes, is accrued by loss of Ftm. In this work an increased level of this protein was also detected in Ftm-/--MEFs. Concomitantly, the additional Gli3 turns out to be mainly accumulated in cilia of Ftm-deficient MEFs. Moreover, the interaction of Ftm and Psmd2, a component of the proteasomal regulatory 19S subunit could be identified in the TZ of cilia. The proteasomal dysfunction was evident, when it was revealed that protein levels of several potential proteasome substrates like Sufu, p-β-Catenin and ubiquitinated proteins enrich in the absence of Ftm. Additionally, there is a strengthened recruitment of proteasomal components to the base of cilia, an event described in cells with proteasome inhibition. Ftm deficiency also causes elongation of cilia and an elevated amount of centrioles, defects, which also can be attributed to proteasomal dysfunction. Taken together, Ftm exerts a dual function at the cilium, it regulates TZ integrity and proteasomal activity.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie » Entwicklungs- und Molekularbiologie der Tiere
Dokument erstellt am:	25.01.2013
Dateien geändert am:	25.01.2013
Promotionsantrag am:	22.10.2012
Datum der Promotion:	12.12.2012