Dokument: Die Rolle des Stress-Sensors Gadd45b in Autophagie, Apoptose und T-Zellentwicklung

Titel:	Die Rolle des Stress-Sensors Gadd45b in Autophagie, Apoptose und T-Zellentwicklung
Weiterer Titel:	The role of the stress sensor Gadd45b in autophagy, apoptosis and T cell development
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=9923
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20081218-133150-5
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Dr. Keil, Eric [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 11,46 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 15.12.2008 / geändert 15.12.2008
Beitragende:	PD Dr. Schmitz, Ingo [Betreuer/Doktorvater] Prof. Dr. Martin, William [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	Die Familie der Gadd45-Proteine besteht aus drei Mitgliedern, die unter verschiedenen stressauslösenden Bedingungen induziert werden. Als Stress-Sensoren wurden Gadd45-Proteine mit der Regulation des Zellzyklus und der Apoptose in Verbindung gebracht. Im Rahmen dieser Dissertation konnte gezeigt werden, dass murines Gadd45β an die Mitogen-aktivierte Protein (MAP) Kinase-Kinase-Kinase MEKK4 bindet und hierdurch spezifisch die p38 MAP-Kinase, nicht aber JNK- oder ERK-Kinasen aktiviert. Interessanterweise war aktivierte p38 nicht wie erwartet im Zellkern lokalisiert, wo sie üblicherweise Transkriptionsfaktoren phosphoryliert, sondern in punktförmigen Strukturen des Zytoplasma. Diese Strukturen konnten als Autophagosomen identifiziert werden. Als Substrat von p38 auf den Autophagosomen konnte ATG5, ein für die Autophagie essentielles Protein, ermittelt werden. Es zeigte sich, dass p38 murines ATG5 an Threonin 75 phosphoryliert. Diese Phosphorylierung wirkt sich inhibitorisch auf den Prozess der Autophagie aus. Zusätzlich wurden Untersuchungen durchgeführt, um die Rolle von Gadd45β während der negativen Selektion und der TCRinduzierten Apoptose in Thymozyten zu untersuchen. Die Hochregulation von Gadd45β konnte in verschiedenen Modellsystemen der negativen Selektion nachgewiesen werden. Außerdem gelang durch in situ Hybridisierungs-Analysen der Nachweis, dass Gadd45β hauptsächlich in der Medulla des Thymus lokalisiert ist. Die Expression von Gadd45β wurde ausschließlich während der negativen und nicht während der positiven Selektion im Thymus beobachtet. Dabei vermittelt Gadd45β eine lang anhaltende Aktivierung von p38 und der Caspase-3. RNA Interferenz-Experimente und Untersuchungen in Gadd45β-defizienten Mäusen zeigten, dass p38 in Abwesenheit von Gadd45β nur transient aktiviert wird und dies mit einer verminderten Caspase-3-Aktivierung einhergeht. Des Weiteren kommt es in Abwesenheit von Gadd45β zu einer verringerten Apoptoserate nach TCR-Stimulation in Thymozyten, im Gegensatz dazu führt überexprimiertes Gadd45β zu erhöhtem Zelltod. Dieser Effekt konnte mit der Aktivierung von p38 in Verbindung gebracht werden. Da die Inhibition von p38 ebenfalls zu verringertem Zelltod der Thymozyten nach TCR-Stimulation führte. Die Apoptose-Induktion durch Gadd45β war unabhängig von Nur77 und Bim, zwei bekannten Mediatoren der negativen Selektion in Thymozyten. Diese Arbeit konnte deshalb einen neuen, bislang unbekannten Signalweg der Apoptose in Thymozyten aufklären. The Gadd45 family consists of three evolutionary conserved proteins, which are activated by different stress-inducing factors. They are involved in the regulation of the cell cycle and apoptosis. In this work, it was shown for the first time that murine Gadd45β interacts with the murine kinase MEKK4 and thereby activates specifically the mitogen-activated protein kinase p38. Strikingly, no activation of the other MAP kinases, JNK and ERK, was observed. Additionally, p38, which was activated by the Gadd45β/MEKK4 pathway, was localized in dot-like structures in the cytosol and not in the nucleus, where p38 is known to activate transcription factors. These dot-like structures were identified as autophagosomes by colocalisation with the specific autophagy marker LC3-II. Subsequently, ATG5, an essential factor for autophagy, was identified as a substrate of p38 in the autophagosomes. Mutational analyses of ATG5 showed that p38 phosphorylates murine ATG5 at the amino acid threonine 75 and that the phosphorylation of ATG5 significantly inhibits the autophagic process. In addition, the role of Gadd45β in negative selection in the thymus and during TCR-induced apoptosis was analysed. In different models of negative selection it was shown that Gadd45β is highly upregulated. Strikingly, Gadd45β is confined to the medulla of the thymus, which is the localisation of the stromal cells with the strongest potential to negatively select developing thymocytes. Expression of Gadd45β appears to be specific for negative selection as negatively but not positively selecting peptides or dexamethasone, a TCR-independent apoptosis agonist, induce Gadd45β expression. Overexpression of Gadd45β or activation of the p38 pathway promotes TCR-mediated apoptosis in a CD4+CD8+ T cell line, while inhibition of p38 activity impairs apoptosis. Furthermore, Gadd45β-deficient thymocytes show only transient p38 activation and reduced caspase activation. Taken together, evidence is provided that Gadd45β and p38 are components of a novel signaling pathway in negative selection.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät
Dokument erstellt am:	18.12.2008
Dateien geändert am:	15.12.2008
Promotionsantrag am:	06.10.2008
Datum der Promotion:	29.10.2008