| Lizenz: Veröffentlichungsvertrag für Publikationen ohne Print on Demand (10MB) |
- URN zum Zitieren dieses Dokuments:
- urn:nbn:de:bvb:355-epub-130950
| Dokumentenart: | Hochschulschrift der Universität Regensburg (Dissertation) |
|---|---|
| Open Access Art: | Primärpublikation |
| Datum: | 17 Februar 2010 |
| Begutachter (Erstgutachter): | Wolfgang (Prof. Dr.) Seufert |
| Tag der Prüfung: | 13 Oktober 2008 |
| Institutionen: | Biologie und Vorklinische Medizin > Institut für Biochemie, Genetik und Mikrobiologie > Cell Cycle Control > Prof. Dr. Wolfgang Seufert |
| Stichwörter / Keywords: | Saccharomyces cerevisiae , Zellzyklus , Zellteilung , Zellfraktionierung , Genregulation , Ypl158c , Knospenhals , Swi5 , Slt2 , Zellintegrität , bud neck , cytokinesis , cell separation , cell integrity , cell cycle |
| 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: | 13095 |
Zusammenfassung (Deutsch)
Wie in allen Eukaryoten ist in Saccharomyces cerevisiae die Cytokinese am Ende eines Zellteilungszyklus der letzte Schritt bevor sich die Zelle von ihrer Tochterzelle trennt. Dabei wird das Cytoplasma der Mutter- und Tochterzelle durch Einschnüren der Plasmamembran mit Hilfe des kontraktilen Aktin-Myosin-Ringes und dem gleichzeitigen Ausbilden eines Septums aus Chitin voneinander getrennt. Die ...
Zusammenfassung (Deutsch)
Wie in allen Eukaryoten ist in Saccharomyces cerevisiae die Cytokinese am Ende eines Zellteilungszyklus der letzte Schritt bevor sich die Zelle von ihrer Tochterzelle trennt. Dabei wird das Cytoplasma der Mutter- und Tochterzelle durch Einschnüren der Plasmamembran mit Hilfe des kontraktilen Aktin-Myosin-Ringes und dem gleichzeitigen Ausbilden eines Septums aus Chitin voneinander getrennt. Die einzige Verbindung, die nun noch zwischen den beiden Zellen besteht, das Septum, wird durch die Aktivität von Chitinasen in der Zellseparation aufgehoben. Die Zellen können daraufhin einen neuen Zellteilungszyklus beginnen. Da die Trennung der Zellen mit dem Aufbau neuer Zellmembran und Zellwand verbunden ist, darf dabei die Integrität der Zellwand nie vernachlässigt werden. An der Erhaltung der Zellintegrität sind viele Proteine beteiligt, die auf Veränderungen, die auf die Zellwand einwirken, reagieren. Diese sorgen auch dafür, dass die Zellen in der Cytokinese und Zellseparation keinen Schaden nehmen.
In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass Ypl158c ein neuer Mitspieler in der Cytokinese und Zellseparation ist. Außerdem konnte eine Verbindung zum Zellintegritätsweg hergestellt werden. YPL158c ist ein Zielgen des Transkriptionsfaktors Swi5, der den Abschluss der Mitose und des Zellzyklus fördert. War YPL158c deletiert, führte dies zu Störungen in der Cytokinese und Zellseparation. Diese Zellen begannen einen neuen Zellteilungszyklus und bildeten eine neue Knospe aus, obwohl die Trennung der Tochterzelle von der Mutter noch nicht abgeschlossen war. In diesen Mutanten war zusätzlich die MAP Kinase Slt2, die zur Aufrechterhaltung der Zellintegrität beiträgt, konstitutiv aktiv. Genetische Interaktionen zwischen YPL158c und SLT2 wiesen ebenfalls darauf hin, dass Ypl158c zur Erhaltung der Zellintegrität einen Beitrag leistet. Waren beide Gene gleichzeitig deletiert, litten die Zellen an Thermosensitivität, d.h. sie waren bei höheren Temperaturen (37 °C) in ihrem Wachstum sehr stark eingeschränkt. Die ursächliche Zelllyse konnte durch Gabe eines osmotischen Stabilisators zum Medium verhindert werden. Störungen in der Zellseparation, Aktivierung der MAP Kinase Slt2, genetische Interaktionen mit SLT2 und Thermosensitivität der Doppeldeletionsmutanten waren Ereignisse, die auch in swi5-delta Mutanten beobachtet werden konnten. Durch die konstitutive Expression des YPL158c-Gens von einem Swi5-unabhängigen Promotor konnten diese Phänotypen supprimiert werden. Das bewies, dass YPL158c das einzige Zielgen von Swi5 ist, das die beobachteten Phänotypen der swi5-delta Mutanten und die Verbindung zum Zellintegritätsweg erklären kann.
Ypl158c lokalisierte schon früh im Zellzyklus am Knospenhals, dem Ort, an dem die Cytokinese stattfindet. Dort blieb es bis die Separation der Zellen abgeschlossen war. In Western-Blot-Analysen konnte gezeigt werden, dass Ypl158c ein sehr instabiles Protein ist, das in der differentiellen Zentrifugation sedimentiert werden konnte. Es scheint damit an größere Strukturen, möglicherweise Membranstrukturen zu assoziieren. Ein Synchronexperiment, das die Zellen aus einem alpha-Faktor-Arrest wieder in den Zellzyklus entlässt, zeigte, dass Ypl158c dann verstärkt synthetisiert wurde, wenn die Zellen die Cytokinese begannen. Durch die Untersuchungen verschiedener, sowohl C-terminal als auch N-terminal verkürzter Ypl158c-Konstrukte, konnte die Region, die für die Lokalisation und Funktion des Proteins verantwortlich ist, auf die ersten 606 N-terminalen Aminosäuren eingegrenzt werden. Dabei lag das Signal, das für die Lokalisation von Ypl158c am Knospenhals notwendig ist, zwischen den Aminosäuren 433 und 606. Allein die Lokalisation des Proteins war dabei nicht hinreichend für die Funktion. Nicht alle verkürzten Konstrukte, die am Knospenhals lokalisierten, konnten die Cytokinese und Zellseparation vorantreiben. Die Lokalisation ist folglich lediglich eine notwendige Voraussetzung zur Funktion des Proteins Ypl158c.
In dieser Arbeit konnte somit gezeigt werden, dass Ypl158c ein neues Protein der Cytokinese und Zellseparation ist, das am Knospenhals lokalisiert und Einfluss auf die Erhaltung der Zellintegrität besitzt. Es ist die fehlende Verknüpfung, die den Transkriptionsfaktor Swi5 mit dem Zellintegritätsweg verbindet.
Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)
In Saccharomyces cerevisiae, as in all eucaryotes, cytokinesis at the end of the cell cycle is the last step of the division of a daughter cell from its mother. In this process the cytoplasm of mother and daughter is separated in two by the contraction of the actomyosin ring and the concomitant formation of a septum which is build of chitin. This last connection between mother and daughter is ...
Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)
In Saccharomyces cerevisiae, as in all eucaryotes, cytokinesis at the end of the cell cycle is the last step of the division of a daughter cell from its mother. In this process the cytoplasm of mother and daughter is separated in two by the contraction of the actomyosin ring and the concomitant formation of a septum which is build of chitin. This last connection between mother and daughter is then resolved by the action of chitinases performing the cell separation. Cells then can enter into a new round of the cell cycle. Because cell separation is tightly connected to building new membrane and cell wall, the integrity of the cell wall must never be neglected. Many proteins are involved in maintenance of the cell wall integrity. These proteins in turn react on changes that affect the cell wall and make sure that cells are not harmed during cytokinesis and cell separation.
The protein Ypl158c is a new player in cytokinesis and cell separation. It also could be linked to the cell integrity pathway. YPL158c is one of the target genes of the transcription factor Swi5, that promotes the exit of mitosis and the end of the cell cycle. Deletion of YPL158c led to defects in cytokinesis and cell separation. These cells started a new round of the division cycle and formed a new bud even though the separation of mother and daughter cell had not been completed. Furthermore the MAP kinase Slt2, that contributes to the maintenance of the cell integrity, was constitutively active in these mutants. Genetic interactions between YPL158c and SLT2 gave evidence that Ypl158c contributes to the cell integrity, too. Simultaneous deletion of both genes led to thermosensitivity, and growth was severely impaired at high temperatures (37 °C) due to cell lysis. Lysis could be prevented by adding osmotic support to the medium. Defects in cell separation, activation of the MAP kinase Slt2, genetic interactions with SLT2 and thermosensitivity of these double deletion mutants were events, that could also be observed in swi5-delta mutants. Constitutive expression of YPL158c from a Swi5 independent promoter could suppress these phenotypes. This proved that YPL158c is the only target of Swi5 which can explain the observed phenotypes of swi5-delta mutants connected to cell integrity.
Ypl158c localized at the bud neck, the place of cytokinesis, early in cell cycle, and remained there until cell separation was completed. Western blot analysis proved Ypl158c to be an instable protein which could be sedimented in differential centrifugation. It is therefore thought to be associated to larger structures in the cell, possibly membrane structures. An experiment where cells are synchronously released into the cell cycle after an alpha-factor block showed that Ypl158c was nearly not present in G1 phase but was heavily produced when cells entered cytokinesis. Analysis of various Ypl158c constructs, C-terminal as well as N-terminal truncated, could delimit the area of localisation and function of the protein to the first 606 N-terminal amino acids. However, the bud neck localisation signal could be narrowed down to amino acid 433 to 606, but localisation of the protein alone was not sufficient for its function. Not all truncated proteins which localized at the bud neck could drive cytokinesis and cell separation. So localisation is just a necessary precondition for the function of the protein.
This work indicates that Ypl158c is a new protein involved in cytokinesis and cell separation, that locates to the bud neck and has an impact on the maintenance of cell integrity. It is the missing link which connects the transcription factor Swi5 to cell integrity.
Metadaten zuletzt geändert: 25 Nov 2020 15:11
Nur für Besitzer und Autoren: Kontrollseite des Eintrags
Downloadstatistik