Dokument: The function of the Drosophila caspase inhibitor DIAP1 in the control of epithelial integrity and cell polarity

Titel:	The function of the Drosophila caspase inhibitor DIAP1 in the control of epithelial integrity and cell polarity
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=3400
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20060520-001400-9
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Englisch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Keßler, Thomas [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 65,19 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 09.02.2007 / geändert 09.02.2007
Beitragende:	Prof. Dr. Knust, Elisabeth [Gutachter] PD Dr. Müller, Hans-Arno Josef [Gutachter]
Stichwörter:	Apoptose, DIAP1, Drosophila, Zellpolarität, Zelladhäsion, Ral, Caspasen, E3 Ubiquitin Ligase, DaPKC, ArmadilloInhibitor of apoptosis, DIAP1, Drosophila, Armadillo, caspase, cell polarity, cell adhesion, E3 ubiquitin ligase, Ral, DaPKC
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	Zellen in einem Epithel sind hoch polarisiert und miteinander über Zelladhäsionspunkte verbunden. Sowohl die Zellpolarität als auch die Zelladhäsion sind für Funktion des Gewebes notwendig und die Ausbildung beider Eigenschaften wird vom Zusammenspiel evolutionär konservierter Proteine gewährleistet. In Drosophila wird der Aufbau der Zellpolarität und der Zusammenbau der zonula adherens (ZA) vom Crumbs (Crb) und vom Bazooka (Baz) Proteinkomplex im Zusammenspiel mit weiteren Proteinen reguliert. Diese Arbeit zeigt eine neue Funktion des Drosophila Inhibitor of Apoptosis Proteins1, DIAP1, bei der Kontrolle der apico-basalen Zellpolarität und der Aufrechterhaltung des epithelialen Gewebezusammenhalts. Im Drosophila Embryo verhindert DIAP1 den programmierten Zelltod indem DIAP1 die Aktivierung von Caspasen blockiert. Diese Arbeit zeigt dass in Abwesenheit von DIAP1 aktivierte Caspasen den N-Terminus des Zelladhäsionsproteins Armadillo (Arm) enzymatisch spalten. Diese Spaltung von Arm kann durch Mutation der Caspasespaltstelle in vitro und in vivo verhindert werden. Expression nicht spaltbaren Arms ist ausreichend um die Zelladhäsion in apoptotischen Zellen aufrecht zu erhalten. Somit unterstützen die präsentierten Daten die Annahme, dass die Spaltung von Arm zum Beginn der Apoptose ein wichtiger Schritt zum Zusammenbruch der Zelladhäsion ist. Im Drosophila Follikelepithel interagiert DIAP1 funktionell mit dem Crb und dem Baz Komplex wie ebenfalls in dieser Arbeit gezeigt wird. Die Ergebnisse legen nahe, dass DIAP1 über eine direkte Interaktion mit dem Crb Komplex an die apikale Plasmamembran rekrutiert wird. Abwesenheit funktionellen DIAP1s führt zur Akkumulation von DaPKC und Baz im Zytoplasma und Evidenzen werden präsentiert, die DIAP1 als negativen Regulator von DaPKC definieren. Weiterhin zeigen die Daten, dass die Morphogenese im DIAP1 mutanten Follikelepithel stark beeinträchtigt ist. Ein ähnlicher Phänotyp wird in Ral mutanten Follikelzellen beobachtet. Ral ist eine Ras ähnliche kleine GTPase die in dieser Arbeit als DIAP1 stabilisierendes Protein in vitro und in vivo charakterisiert wird. Ral bindet in aktivierungsabhängiger Weise an DIAP1. Diese Arbeit zeigt daher eine bisher unbekannte Funktion von DIAP1 bei der Regulation der Zellpolarität und der Zelladhäsion. Cells in epithelial sheets are highly polarized and adhere tightly to each other. Both cell polarity and adhesion are crucial for the function of the tissue. In Drosophila epithelia, the formation of a functional epithelium depends on the Crumbs (Crb) and the Bazooka (Baz) protein complex. Crb and Baz act in concert with other proteins to regulate establishment of cell polarity. Proper establishment of cell polarity in turn is necessary for assembly of cell adhesion proteins in the zonula adherens (ZA). This work defines the Drosophila inhibitor of apoptosis, DIAP1, as a novel player in the cellular network which controls apico-basal polarity of epithelial cells and integrity of the epithelium. In the Drosophila embryo, DIAP1 inhibits the action of caspases by that preventing apoptotic cell death. Evidence is presented that in the absence of DIAP1, caspases become activated and enzymatically cleave off the N-terminus of the cell adhesion molecule Armadillo (Arm). Cleavage of Arm can be prevented by mutagenesis of the caspases target site both in vitro and in vivo. Expression of non-cleavable Arm is sufficient to maintain cell adhesion in apoptotic epithelial cells. The data presented in this work strongly suggests that Arm cleavage is a major event during down-regulation of cell adhesion at the onset of apoptosis. In the Drosophila follicle epithelium, DIAP1 functionally interacts with both the Crb and the Baz protein complexes as shown in this work. The results suggest that DIAP1 is recruited to the apical plasma membrane by direct binding to the Crb complex. Absence of functional DIAP1 leads to accumulation of DaPKC and Baz in the cytoplasm and evidence is presented that defines DIAP1 as a negative regulator of DaPKC protein levels in vitro. Additional evidence shows that morphogenesis of the DIAP1 mutant follicle epithelium is severely affected and that a similar phenotype can be observed in follicle cells lacking Ral. Ral is a small Ras like GTPase that stabilizes DIAP1 protein levels as confirmed both in vitro and in vivo. Ral binds to DIAP1 in an activation dependent manner. This study provides multiple lines of evidence for a previously undescribed function of DIAP1 in regulation of cell polarity and epithelial integrity.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie
Dokument erstellt am:	20.05.2006
Dateien geändert am:	12.02.2007
Promotionsantrag am:	17.05.2006
Datum der Promotion:	17.05.2006