Das functional Smad suppressing element (fussel) in Drosophila melanogaster gehört zur Ski/Sno-Proteinfamilie, die sich durch eine Ski/Sno-Homologiedomäne und eine Smad4-Bindedomäne auszeichnet. Eine wichtige Funktion dieser Proteine im physiologischen Kontext ist dabei die Inhibierung des TGF-ß-Signalwegs, der in einem breiten Bereich von Entwicklungsprozessen benötigt wird. In vielen ...
Zusammenfassung (Deutsch)
Das functional Smad suppressing element (fussel) in Drosophila melanogaster gehört zur Ski/Sno-Proteinfamilie, die sich durch eine Ski/Sno-Homologiedomäne und eine Smad4-Bindedomäne auszeichnet. Eine wichtige Funktion dieser Proteine im physiologischen Kontext ist dabei die Inhibierung des TGF-ß-Signalwegs, der in einem breiten Bereich von Entwicklungsprozessen benötigt wird. In vielen unterschiedlichen Tumoren wie Magen- oder Speiseröhrentumore, konnte eine Hochregulierung von Ski und Sno entdeckt werden, was auf eine wichtige Rolle dieser als Protoonkogene bezeichneten Proteine deutet. In Drosophila melanogaster konnte gezeigt werden, das die Überexpression von Fuss den Dpp-Signalweg hemmen kann, während erst kürzlich veröffentlicht wurde, dass Fuss möglicherweise endogen an der Entwicklung der Pilzkörper und am Activin-ß-Signalweg beteiligt sein könnte. Der Fokus dieser Arbeit lag in der Entwicklung neuer Werkzeuge, die für eine umfassende Analyse der endogenen Funktion notwendig waren. Dabei gelang es durch die Expression und Aufreinigung des Fuss-Proteins mit anschließender Immunisierung ein polyklonales Serum zu erzeugen, welches eine spezifische Färbung von Fussel während der embryonalen und larvalen Entwicklung bis in das adulte Stadium aufweist. Mit Hilfe einer neuen Fuss-Mutante Mi13731 und einer daraus erzeugten, spezifischen fuss-Gal4-Linie konnte die Herkunft und Zellidentität der Fuss-exprimierenden Zellen und die Funktion von Fuss erstmalig in einer spezifischen Mutante untersucht werden. Dabei konnte gezeigt werden, dass Fuss ausschließlich postmitotisch in Neuronen exprimiert wird. Diese stammen im ventralen Strickleiternervensystem von den Neuroblasten NB5-6T, NB4-1 und NB4-2 ab und repräsentieren mehrheitlich Interneurone. Fuss ist aber auch in wenigen sensorischen Neuronen exprimiert, insbesondere in gustatorischen Rezeptorzellen. Im Gegensatz zu den bisherigen Veröffentlichungen konnte gezeigt werden, dass Fussel endogen weder am Dpp-Signalweg noch an der Entwicklung der Pilzkörper beteiligt ist. Fuss-mutante Fliegen zeigen keine erhöhte Letalität während der Entwicklung und keine verkürzte Lebensdauer. Dafür weisen sie eine verschlechterte Koffeinrezeption auf, was vermutlich auf einen spezifischen Defekt der gustatorischen Bitterrezeptoren zurückzuführen ist. Ebenso sind die Fuss-Mutanten in ihrer Aktivität während der Siesta stark reduziert und verbleiben länger in der Siesta. Die Überexpression von Fuss in Augenscheiben führt zu Auswüchsen in der Entwicklung der Augen. Diese sind auf erhöhte Proliferation der Fuss-exprimierenden Klone zurückzuführen, da diese unempfänglich für das Dpp-Signal werden. Somit kann die Wg-Expression nicht inhibiert werden, die Zellen proliferieren weiter anstatt zu differenzieren und resultieren schließlich in Auswüchsen aus der Augenscheibe. Dies ist ähnlich der Funktion von Ski und Sno in Tumoren, in welchen diese den antiproliferativen TGF-ß-Signalweg inhibieren.
Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)
The functional Smad suppressing element (fussel) in Drosophila melanogaster is a member of the Ski/Sno family of proteins, which are characterized by a Ski/Sno homology domain and a Smad4 binding domain. In the physiological context an important function of these proteins is the inhibition of the TGF-ß signaling pathway, which is required in a wide field of different developmental processes. In ...
Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)
The functional Smad suppressing element (fussel) in Drosophila melanogaster is a member of the Ski/Sno family of proteins, which are characterized by a Ski/Sno homology domain and a Smad4 binding domain. In the physiological context an important function of these proteins is the inhibition of the TGF-ß signaling pathway, which is required in a wide field of different developmental processes. In many different tumours like stomach or oesophageal cancer an upregulation of Ski and Sno could be observed, which underlines their function as protooncogenes. In Drosophila melanogaster overexpression of Fuss inhibits Dpp signaling whereas it could be shown recently that Fuss is potentially involved in the development of the mushroom body and the Activin signaling pathway. The focus of this work was the generation of new tools, which were necessary for the comprehensive analysis of the endogenous function of Fussel. It was possible to create a polyclonal serum via the expression and purification of the Fuss protein, which enabled a specific staining of Fussel in the embryonic and larval development upto the adult stage. By means of a new Fuss mutant Mi13731 and a specific fuss-Gal4 line the origin and cell identity of the Fuss expressing cells and the function of Fuss could be analyzed for the first time with a specific mutant. It could be shown, that Fuss is solely expressed in postmitotic neurons. In the ventral nerve cord these neurons descend from the neuroblasts NB5-6T, NB4-1 and NB4-2 and represent predominantly interneurons. Fuss, however, is also expressed in a few sensory neurons, especially gustatory receptor neurons. In contrast to former publications it could be shown, that endogenously Fussel is not involved in Dpp signaling. Fuss mutant flies show neither increased lethality during development nor a shortened life span. Instead they show a detoriated coffein reception, which probably results from a specific defect of the gustatory bitter receptors. Also the Fuss mutant has a strongly reduced activity during the siesta and an increased siesta period. The overexpression of Fuss in eye imaginal discs leads to outgrowths during the development of the eyes. This results from an increased proliferation of the Fuss expressing clones, because they are unresponsive to Dpp signals. Therefore, Wg expression cannot be inhibited, the cells continue to proliferate which leads ultimately to outgrowths from the eye imaginal disc. This is similar to the function of Ski and Sno in tumours, in which they inhibit antiproliferative TGF-ß signaling.
Downloadstatistik