Dokument: Die Funktion der atypischen Proteinkinase C in der Etablierung der Zellpolarität in Drosophila melanogaster

Titel:	Die Funktion der atypischen Proteinkinase C in der Etablierung der Zellpolarität in Drosophila melanogaster
Weiterer Titel:	Function of atypical protein kinase C in the establishment of cell polarity in Drosophila melanogaster
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=4812
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20070608-141359-9
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Kim, Soya [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 14,13 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 08.06.2007 / geändert 08.06.2007
Beitragende:	Prof. Dr. Wodarz, Andreas [Gutachter] Prof. Dr. Rüther, Ulrich [Gutachter]
Stichwörter:	Zellpolarität, aPKC, asymmetrische Zellteilung
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	Die Fähigkeit von Zellen, eine Polarität aufzubauen, ist eine wichtige Voraussetzung für die Entwicklung von mehrzelligen Organismen. Die Polarität einer Zelle wird dabei sowohl durch das Cytoskelett als auch durch Lipide und Proteine kontrolliert, die spezifisch in verschiedenen Domänen der Plasmamembran und des Cytokortex lokalisiert sind. Der hochkonservierte Par/aPKC-Komplex spielt eine entscheidende Rolle bei der Etablierung der Zellpolarität. Die atypische Proteinkinase C (aPKC) und Par-6 bilden das Grundgerüst des Komplexes, der desweiteren noch das PDZ-Domänen-Protein Par-3 enthält. Der Verlust der aPKC in Drosophila führt zu Defekten in verschiedenen Zelltypen und zur Letalität des Embryos. Im Rahmen dieser Arbeit wurde anhand des Modellorganismus Drosophila melanogaster die Funktion der DaPKC in der Etablierung der Zellpolarität in den Epithelzellen, den Neuroblasten und der Oocyte untersucht. Der Verlust der DaPKC führt zur Instabilität des gesamten Par/aPKC-Komplexes und zum Verlust der Zellpolarität in den Epithelzellen. In DaPKC Allelen, in denen spezifisch die Bindung an Par-6 oder die Funktion der Kinasedomäne beeinträchtigt ist, zeigen sich diese Effekte ebenfalls. In den Epithelzellen ist daher die Funktion der DaPKC als Gerüstprotein und als Kinase absolut notwendig. In den neuronalen Vorläuferzellen, den Neuroblasten (NB), ist anscheinend der Konformationszustand der DaPKC essentiell für die Stabilität des Par/aPKC-Komplexes. Kann die DaPKC nicht über ihre PB-1 Domäne an Par-6 und gleichzeitig über ihre Kinase-Domäne an Baz binden, dann bleibt nur Baz, das Drosophila Homolog von Par-3, apikal lokalisiert, während Par-6 destabilisiert wird. Im Null-Allel der DaPKC ist eine Fehlverteilung des Adapterproteins Miranda in Metaphase-NB mit wesentlich höherer Penetranz zu beobachten als in Mutanten, in denen die Kinasefunktion beeinträchtigt ist. Dies lässt auf eine wichtige Funktion der DaPKC als Gerüstprotein und auf eine untergeordnete Funktion als Proteinkinase schließen. Fehlt die DaPKC in den Zellen der Keimbahn, dann wird mit hoher Penetranz keine Oocyte differenziert. Ist die DaPKC jedoch vorhanden und lediglich in ihrer Kinase-Aktivität beeinträchtigt, zeigen sich keine Defekte während der Oogenese. Offenbar besitzt die DaPKC in den Zellen der Keimbahn eine wichtige Funktion als Gerüstprotein, die Kinase-Aktivität ist für ihre Funktion jedoch nicht essentiell. In der Oocyte akkumuliert eine verkürzte Isoform der DaPKC, aPKM genannt. Die aPKM entsteht vermutlich durch alternatives Spleißen von Exons des Gens CG30475 an Exons der DaPKC und posttranslationale Prozessierung. Polarity is a common feature of many different cell types and a prerequisite for the development of multicellular organisms. Cell polarity is characterised by different lipid and protein compositions in separate plasma membrane domains and at the cytocortex. The evolutionarily conserved Par/aPKC-complex is required for the establishment of cell polarity. The core of this complex consists of the atypical protein kinase C (aPKC) and Par-6 together with the scaffold protein Par-3. In Drosophila loss of aPKC results in polarity defects in different cell types and lethality of the embryo. In this thesis the function of DaPKC in the establishment of cell polarity in epthelia cells, neuroblasts and the oocyte was investigated in the model organism Drosophila melanogaster. Several mutant alleles of DaPKC generated by EMS mutagenesis and imprecise P-element excision were characterised molecularly and with regard to their phenotype. Loss of DaPKC in epithelial cells results in loss of polarity and mislocalisation of Par-6 and Bazooka, the Drosophila homologue of Par-3. Germ line clone embryos of mutant DaPKC alleles deficient in binding to Par-6 or the kinase activity, phenocopy this defects. Hence, function of DaPKC as a kinase and as a scaffold protein is indispensable for epithelial cell polarity. In neuronal precursor cells called neuroblasts the conformational state of the DaPKC protein appears to be essential for the stability of the Par/aPKC-complex. The apical localisation of Baz is independent of the other components, whereas Par-6 and DaPKC require mutual binding of all three components for their correct localisation. To stabilise the complex a simultaneous binding of DaPKC to Par-6 via its PB-1 domain, as well as binding of the DaPKC kinase domain to Baz appears to be necessary. In metaphase neuroblasts of a DaPKC null mutant mislocalisation of the adaptor protein Miranda occurs more frequently compared to various DaPKC alleles containing a single amino acid exchange in the kinase domain. These data point to an essential function for DaPKC as a scaffold protein and a minor function as a kinase in the establishment of polarity in neuroblasts. In germ line clones of a DaPKC null allele differentiation of the oocyte fails frequently. However, germ line clones of various DaPKC mutant alleles impaired in DaPKC kinase activity do not show any defect, indicating an important function of DaPKC as a scaffold protein, but not as a kinase. In egg chambers at stage 4-5 a shorter isoform of DaPKC localises to the anterior of the oocyte. A novel transcript of DaPKC containing exons from DaPKC and CG30475 presumably gives rise to the shorter form of the kinase, called aPKM.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie » Genetik
Dokument erstellt am:	08.06.2007
Dateien geändert am:	08.06.2007
Promotionsantrag am:	27.04.2007
Datum der Promotion:	14.05.2007