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Expression und Funktion von Flightless-I während der Embryonalentwicklung des Hühnchens

Redinger-Kraus, Bea Tamina


pdf-Format: Dokument 1.pdf (15.104 KB)

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Freie Schlagwörter (Deutsch): Flightless-I , Expression , Hühnchen
Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Institut für Veterinäranatomie, -Histologie und -Embryologie
Fachgebiet: Veterinärmedizin
DDC-Sachgruppe: Landwirtschaft
Dokumentart: Dissertation
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 16.06.2010
Erstellungsjahr: 2010
Publikationsdatum: 01.07.2010
Kurzfassung auf Deutsch: Das Ziel der hier vorgelegten Arbeit war die nähere Erforschung des hochkonservierten Gens Flightless-I während der Embryonalentwicklung im Wirbeltier.
Flightless-I gehört zur Gelsolin-Superfamilie Aktin-bindender Proteine und besitzt Orthologe bei Mensch, Maus, C. elegans und D. melanogaster. Das Protein von Flightless-I weist zwei funktionale Domänen auf: Zum einen die Aktin-bindende Gelsolin-ähnliche Domäne (GLD) und zum anderen eine leucine-rich repeat Domäne (LRR), die an Protein-Protein-Interaktionen beteiligt ist. Auf diese Weise verknüpft Flightless-I zwei wichtige Proteinfamilien. Zahlreiche Untersuchungen deuten darauf hin, dass es so eine Brücke zwischen dem Aktinzytoskelett und bisher noch nicht identifizierten Molekülen der Signaltransduktion darstellt. Desweiteren wird für Flight¬less-I eine Beteiligung an der Entstehung des Smith-Magenis-Syndroms(SMS) vermutet.
Bei Untersuchungen in D. melanogaster wiesen Manipulationen von Flightless-I (Gelsolin-Familie) und Ciboulot (WASP-Familie, Pendant zum Thymosin der Wirbeltiere) erstaunliche Parallelen auf. Bei Untersuchungen im Hühnerembryo stellte sich für Thymosinβ-15 eine wichtige Rolle in der Muskelentwicklung heraus.
Bisher existierten für die Expression von Flightless-I in Wirbeltieren nur Untersuchungen mittels „Northern blotting“. Es gab jedoch keinerlei morphologische Untersuchungen über die Verteilung dieses Gens in vivo. Mittels In-situ-Hybridisierung wurden nun die verschiedenen Entwicklungsstadien des Hühnchens untersucht. Es zeigte sich, dass Flightless-I in sämtlichen Organen exprimiert wird. SMS-Patienten weisen in vielen Organen schwere Störungen auf, was den Verdacht der Beteiligung von Flightless-I an diesem Syndromenkomplex erhärtet.
In Überexpressionsversuchen mit einem eigens konstruierten Vektor stellte sich heraus, dass Flightless-I in seiner dualen Rolle ebenso wie Thymosinβ-15 eine entscheidende Rolle in der Myogenese inne zu haben scheint.
Die Gemeinsamkeiten von Thymosinβ-15 und Flightless-I liegen nicht in gleichgerichteten Funktionen, sondern vielmehr in ihren entgegengesetzten Einflüssen auf dieselben Entwicklungs-faktoren. Während Thymosinβ-15 nach Überexpression zu einer Verschmelzung der Myotome und einer Hochregulierung von MyoD, Myf5 und Pax3 führt, veranlasst ein Knockdown dieses Gens das Ausbleiben der Elongation von Myotomzellen und die Herunterregulierung von MyoD und Myf5. Flightless-I dagegen verursacht nach Überexpression ein Ausbleiben der Elongation von Myotomzellen und sorgt für eine Herunterregulierung von MyoD, Myf5 und Myogenin, wohingegen Pax3 und Cdc42 eine Hochregulierung erfahren.
Anhand der Morphologie und der hier untersuchten Markermoleküle konnte gezeigt werden, dass die Zellen nach Überexpression von Flightless-I in einem unreifen, nicht differenzierten Stadium verharren und nicht mehr in der Lage sind zu elongieren und Muskelfasern auszubilden. Durch das „Nichtelongieren“ der Myotomzellen wird die Myotomentwicklung bzw. -entstehung gestört und es kann kein regelgerechtes Myotom mehr gebildet werden.