Dokument: Die Analyse der Dkk1-Regulation während der Embryonalentwicklung

Titel:	Die Analyse der Dkk1-Regulation während der Embryonalentwicklung
Weiterer Titel:	Analysis of Dkk1-regulation during embryonic development
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=9833
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20081216-093624-2
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Dr. Lieven, Oliver [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 10,81 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 08.12.2008 / geändert 08.12.2008
Stichwörter:	Dkk1; Regulation; Augenentwicklung
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	Die Dkk1 vermittelte Inhibition des Wnt-Signalweges spielt eine entscheidende Rolle während unterschiedlicher Vorgänge der Embryonalentwicklung, wie z.B. der Kopfinduktion und der Gliedmaßenentwicklung. Da geringfügige Abweichungen der endogenen Dkk1-Expression drastische Malformationen des Embryos zur Folge haben können, ist offensichtlich, dass die distinkte Kontrolle der Dkk1-Expression während der Entwicklung exakt gesteuert werden muss. Weiterhin ist eine Dkk1-Fehlregulation mit der Etablierung unterschiedlicher Krankheitsformen assoziiert, wodurch das Verständnis der Dkk1-Regulation auch eine medizinische Relevanz besitzt. In der vorliegenden Arbeit wurde die direkte Regulation der Dkk1-Expression während der Embryonalentwicklung in transgenen Mausembryonen untersucht. Es konnten neun phylogenetisch nicht kodierende Sequenzen (CNEs) identifiziert werden, die zu Beginn dieser Arbeit in Frage für die Dkk1-Regulation kamen. Durch die Untersuchung unterschiedlicher Kombinationen konnte herausgefunden werden, dass hauptsächlich vier dieser CNEs von Relevanz für die Steuerung der Dkk1-Expression in unterschiedlichen Geweben sind. Diese repräsentieren bei der Dkk1-Aktivierung in unterschiedlichen Geweben unterschiedliche regulatorische Charakteristika von Enhancern. Die Generierung einer transgenen Mauslinie ermöglichte zudem eine Analyse der Dynamik der Dkk1- Regulation. Hierbei ergab sich, dass die CNEs während aller untersuchten Embryonalstadien eine Reporteraktivität verursachen, die der endogenen Dkk1-Expression sehr ähnlich ist. Für die Vermittlung der Dkk1-Aktivierung während der Augenentwicklung reicht die Anwesenheit des CNE 195 aus. Innerhalb dieser Sequenz wird die TCF/LEF-Zielsequenz für die Reporteraktivität in den Augenanlagen benötigt, an dessen Zielsequenz Lef1 spezifisch bindet. Bei den Untersuchungen Dkk1 defizienter Embryonen konnte eine Haploinsuffizienz während der Augenentwicklung identifiziert werden, die mit der Errichtung variierender Phänotypen, von Mikrophthalmie bis zur Anophthalmie reichend, zusammenhängt. In den defekten Augenanlagen führt ein reduziertes Dkk1-Niveau zu einer Veränderung des Reportermusters innerhalb der Augenanlagen, wodurch sich Musterbildungsdefekte andeuten. Die Dkk1-Reduktion führt im weiteren Verlauf zu einem Verlust der Aufrechterhaltung der Dkk1-Expression und der kanonischen Wnt-Signalwegkomponente GSK3β. Aufgrund dieser Tatsache kann eine direkte Rückkopplung zwischen Dkk1 und dem kanonischen Signalweg während der Augenentwicklung angenommen werden. Zudem konnten zusätzliche Dkk1-Expressionsdomänen identifiziert werden, wie innerhalb des Genitaltuberkels und des Metanephros. Durch Analysen von Dkk1-/--Embryonen konnte in beiden Geweben Dkk1 in das genetische Netzwerk eingeordnet werden. Dkk1 mediated inhibition of the Wnt-signaling pathway plays an essential role during embryonic development, such as head induction and limb patterning. Because slight aberrations from the endogenous Dkk1 level can lead to dramatic embryonic embryopathies, it is reasonable that Dkk1 expression has to be very tightly controled during development. Furthermore, Dkk1 is associated with the establishment of different diseases, implying a medical relevance for the knowledge of Dkk1 regulation. However, the direct control of Dkk1 regulation is not known. In this study, the regulation of Dkk1 expression during embryonic development was analysed by using the transgenic approach. Nine unique conserved non coding elements (CNEs) were isolated as putative cis regulatory regions. Testing different combinations of these CNEs in transgenic embryos, it was revealed that four of these CNEs mainly are sufficient to govern Dkk1 regulation. These CNEs represent the different characteristics of enhancers, activating in different tissues. The generation of a transgenic mouse line allowed the analysis of the complex Dkk1 regulation during embryonic development. These studies revealed that the reporter activity is very similar to the endogenous Dkk1 expression during development. During eye development, CNE 195 is sufficient to drive reporter activation. A conserved Lef1 binding site within this sequence is required for reporter activity. Further experiments revealed that Lef1 binds to its specific binding site. Analysing Dkk1 deficient embryos, a haploinsufficiency during eye development was identified, leading to varying phenotypes, ranging from microphthalmia to anophthalmia. Within affected optic cups, a reduced Dkk1 level leads to patterning defects and a loss of the canonical Wnt-signaling component GSK3β. Later on, both a loss of Dkk1 expression and canonical Wnt components ocurs in the optic cups. Due to this, a direct crossregulatory loop between Dkk1 and the canonical Wnt signaling during eye development can be assumed. Furthermore, this study led to the identification of additional Dkk1 expression domains, such as genital tubercle and metanephros. In both organs, Dkk1 was connected to the known genetic network by analyses of Dkk1-/- embryos.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät
Dokument erstellt am:	16.12.2008
Dateien geändert am:	08.12.2008
Promotionsantrag am:	27.10.2008
Datum der Promotion:	25.11.2008