Untersuchungen zur Funktion der Ubiquitin spezifischen Protease nonstop im visuellen System von Drosophila melanogaster

URN zum Zitieren dieses Dokuments:: urn:nbn:de:bvb:355-opus-262
DOI zum Zitieren dieses Dokuments:: 10.5283/epub.9871

Fischer, Susanne

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Veröffentlichungsdatum dieses Volltextes: 18 Jun 2001 10:45

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Dokumentenart:	Hochschulschrift der Universität Regensburg (Dissertation)
Open Access Art:	Primärpublikation
Datum:	17 Juni 2001
Begutachter (Erstgutachter):	Stephan Prof. Dr. Schneuwly
Tag der Prüfung:	2 April 2001
Institutionen:	Biologie und Vorklinische Medizin > Institut für Zoologie > Entwicklungsbiologie (Prof. Dr. Stephan Schneuwly)
Stichwörter / Keywords:	Drosophila , visuelles System , Gliazellen , Lamina , Migration , axonale Projektion , Ubiquitin spezifische Protease , Photorezeptoren , Zielfindungsprozess , Gliazellmigration , axonal projection , ubiquitin specific protease , photoreceptors , target finding process , glial cell migration
Dewey-Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik > 570 Biowissenschaften, Biologie
Status:	Veröffentlicht
Begutachtet:	Ja, diese Version wurde begutachtet
An der Universität Regensburg entstanden:	Ja
Dokumenten-ID:	9871

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Zusammenfassung (Deutsch)

Zusammenfassung (Deutsch)

In der vorliegenden Dissertation wurden Grundlagen der präzisen Projektion der Photorezeptoraxone R1-R8 innerhalb des visuellen Systems von Drosophila melanogaster untersucht. Dazu wurde die axonale Wegfindungsmutante nonstop (not) funktionell analysiert. Die Photorezeptoren projizieren in unterschiedliche optische Neuropile des Gehirns: R1-R6 terminieren in der Lamina, R7 und R8 in der Medulla. Die Mutante not zeigt starke Störungen dieses retinalen Projektionsmusters: Die Axone von R1-R6 scheinen ihre Zielregion, die Lamina, nicht zu erkennen und ziehen in die Medulla weiter. Diese Hyperinnervierung der Medulla spiegelt einen spezifischen Defekt innerhalb des Zielfindungsprozesses wider. Neben den Störungen im Projektionsmuster der Photorezeptoraxone ist die Mutante im frühen Puppenstadium letal. Sequenzanalysen der not Region ermöglichten die Erstellung einer kompletten Exon-Intron Struktur des Gens. Durch ein transgenes nonstop Konstrukt liesen sich Letalität und axonaler Wegfindungsphänotyp zum Wildtyp revertieren, d.h. Mutationen im nonstop Gen sind tatsächlich für die oben beschriebenen Phänotypen verantwortlich. Homologievergleiche ergaben, daß nonstop für eine Ubiquitin spezifische Protease (UBP) kodiert. Es konnte gezeigt werden, daß es in den Allelen not1 und not2 zu einer Anhäufung ubiquitinierter Proteine kommt, was im Einklang mit der Rolle von nonstop als UBP steht. Interaktionsexperimente mit einer Mutante des Proteasomenkomplexes bestätigen, daß not innerhalb des Proteasomspezifischen Degradationssystems aktiv ist, und ein oder mehrere Substrate deubiquitiniert. Um die Funktion von nonstop besser zu verstehen, wurden Expressionsanalysen durchgeführt. In der späten dritten Larve, zu einem Zeitpunkt, wenn der Prozess der axonalen Wegfindung der Photorezeptoren abgeschlossen ist, wird nonstop in neuralen und glialen Zellen der Lamina exprimiert. Es wurde gezeigt, daß nonstop an der Migration der Laminagliazellen in ihre Zielregion beteiligt ist.

Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)

The photoreceptor neurons (R-cells)of the Drosophila compound eye elaborate a precise array of neuronal connections in the brain and exhibit target specificity In order to investigate mechanisms regulating R cell target recognition the mutant nonstop (not) was further characterized.
The photoreceptors project into different synaptic layers in the brain. R1-R6 axons terminate in the first optic ganglion, the lamina, where as R7 and R8 axons stop in the medulla. In the not mutant a strong targeting defect can be observed: the axons R1-R6 do not recognize their target region, the lamina, but project to the medulla. This medulla hyperinnervation reflects a specific defect within the target layer selection. In addition, the mutant is lethal in early pupae.
Through the analysis of different genomic sequences of the not region and of two not cDNAs a complete exon-intron structure was obtained. The lethality and the axonal pathfinding defect could be rescued through a transgenic nonstop construct, showing that the gene is responsible for the phenotypes observed. Sequence analysis revealed that nonstop is coding for a ubiquitin-specific protease (UBP), which is responsible for the deubiquitination of proteins within the ubiquitin system. It could be shown that the not1 und not2 alleles accumulate ubiquitinated proteins, in accordance with the role of nonstop as an UBP. Interaction experiments with a mutant of a proteasome subunit complex further support a role for nonstop function to regulate the degradation of one or more substrates via a ubiquitin-dependent pathway.
In order to further characterize the function of the gene, expression studies were carried out. In the late third instar larvae nonstop is expressed in neural and glial cells within the lamina. It could be shown that nonstop is involved in the migration of lamina glial cells to their target region. The disruption in the axonal pathfinding projection of R1-R6 is probably due to a lack of glial cells.

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