Dokument: The functions of Beaten path II and Sidestep IV in the migration and differentiation of Drosophila longitudinal visceral muscle precursor cells

Titel:	The functions of Beaten path II and Sidestep IV in the migration and differentiation of Drosophila longitudinal visceral muscle precursor cells
Weiterer Titel:	Die Funktionen von Beaten path II und Sidestep IV bei der Migration und Differenzierung von Vorläuferzellen des viszeralen Längsmuskels von Drosophila
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=68202
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20250129-110312-5
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Englisch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Huang, Na [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 63,76 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 21.01.2025 / geändert 21.01.2025
Beitragende:	Prof. Dr. Aberle, Hermann [Gutachter] Prof. Dr. Rose, Christine R. [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	The proper formation of tissues and organs relies on precisely regulated cell migration and differentiation events. In Drosophila embryos, the development of the midgut visceral musculature requires coordinated migrations from the caudal and trunk visceral mesoderm cells to form longitudinal and circular visceral muscles. This thesis focused on the migration and differentiation processes of the caudal visceral mesoderm (CVM) and the CVM-derived longitudinal visceral muscle precursor (LVMP) cells. It is the first to reveal that Beaten path II (Beat II) and Sidestep IV (Side IV) exert critical roles in these processes. Both Beat II and Side IV belong to the Drosophila immunoglobulin superfamily. The Beat family contains fourteen members, most prominently expressed in subsets of neurons in the central nervous system. The Side family includes eight transmembrane proteins, which are dynamically expressed in neurons and specific peripheral tissues. Beat and Side family members often function as ligand-receptor pairs to facilitate neurogenesis. It has been demonstrated that Beat Ia-expressing motor axons follow the Side-expressing cellular substrates to reach their target areas; expression of Side II and Beat VI in pre- and postsynaptic partners promotes synaptic specificity and inhibits miswiring. Notably, Beat II proteins (Beat IIa and Beat IIb) are found not only in neurons but also in migrating CVM and LVMP cells. At the same time, Side IV is present in the trunk visceral mesoderm (TVM), which serves as the migration substrate for the CVM and LVMP cells. Similar migration defects are present in both the beat II and side IV mutants, characterized as irregular migration patterns combined with abnormal cell morphologies and distributions. CVM and LVMP cells that have lost contact with the TVM show signs of apoptosis. The midgut contains areas lacking longitudinal muscles at the end of embryogenesis, resulting in fewer longitudinal muscle fibers at the larval stage. In a cell-cell aggregation assay using transiently transfected S2 cells, Beat II has been shown to specifically interact with Side IV in trans. Moreover, the ectopic expression of Side IV in the trachea misguides the migrating LVMP cells toward and closely attaches to the visceral tracheal branches. Altogether, these findings suggest that Beat II and Side IV likely act as a ligand-receptor pair, providing guidance signals to assist the migration of CVM and LVMP cells on their intended substrate. Die ordnungsgemäße Bildung von Geweben und Organen hängt von genau regulierten Zellmigrations- und Differenzierungsvorgängen ab. Die Entwicklung der viszeralen Muskulatur des Mitteldarms von Drosophila erfordert die koordinierte Migration von Zellen des viszeralen Mesoderms, um longitudinale und zirkuläre viszerale Muskeln zu bilden. Diese Forschungsarbeit konzentriert sich auf die Migrations- und Differenzierungsprozesse des kaudalen viszeralen Mesoderms (CVM) und der sich aus den CVM Zellen entwickelnden Vorläuferzellen, den sogenannten longitudinalen viszeralen Muskelvorläufern (LVMP). Die Arbeit zeigt, dass die Proteine Beaten path II (Beat II) und Sidestep IV (Side IV) eine entscheidende Rolle bei diesen Entwicklungsprozessen spielen. Sowohl Beat II als auch Side IV gehören zur Superfamilie der Immunglobuline von Drosophila. Die Beat-Familie hat vierzehn Mitglieder, von denen die meisten in Untergruppen von Neuronen im zentralen Nervensystem exprimiert werden. Die Side-Familie umfasst acht Transmembranproteine, die in Neuronen oder bestimmten peripheren Geweben sehr dynamisch exprimiert werden. Beats und Sides fungieren häufig als Ligand/Rezeptor-Paare, um die Neurogenese zu fördern. Es wurde nachgewiesen, dass Beat Ia-exprimierende motorische Axone Side-exprimierenden Zelloberflächen folgen, um in ihre Zielgebiete einzuwachsen. Die Expression von Side II/Beat VI in prä- und postsynaptischen Partnern fördert die Synapsenbildung und beugt somit Fehlverschaltungen vor. Interessanterweise werden Beat-II-Proteine nicht nur in Neuronen, sondern auch in migrierenden CVM- und LVMP-Zellen gefunden. Gleichzeitig existiert Side IV im viszeralen Rumpfmesoderm (TVM), das als Substrat für die Migration der CVM- und LVMP-Zellen dient. Interessanterweise werden sowohl bei den Beat-II- als auch bei den Side-IV-Mutanten ähnliche Migrationsdefekte festgestellt, die durch unregelmäßige Migrationsmuster und abnormalen Zellmorphologien und -orientierungen gekennzeichnet sind. In mutanten CVM- und LVMP-Zellen, die den Kontakt mit dem TVM verloren haben, wird Apoptose beobachtet. Am Ende der Embryogenese weist der Mitteldarm Bereiche auf, denen die Längsmuskeln fehlen. Infolgedessen werden im Larvenstadium weniger Längsmuskelfasern im Mitteldarm nachgewiesen. Im Zell-Zell-Aggregationstest mit transient transfizierten S2-Zellen kann Beat II mit Side IV in trans interagieren. Darüber hinaus führt die Fehlexpression von Side IV in Tracheen dazu, dass die migrierenden LVMP-Zellen in Richtung der viszeralen Tracheenäste gelenkt werden und sich eng an diese anlagern. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Beat II und Side IV wahrscheinlich als Ligand/Rezeptor-Paar fungieren und Orientierungssignale liefern, um CVM- und LVMP-Zellen bei ihrer Wanderung um und entlang des sich entwickelnden Mitteldarm zu unterstützen.
Lizenz:	Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät
Dokument erstellt am:	29.01.2025
Dateien geändert am:	29.01.2025
Promotionsantrag am:	17.10.2024
Datum der Promotion:	03.12.2024