TY - THES T1 - Analyse des Flow-abhängigen Symmetriebruchs im Frosch Xenopus : die Funktion des Nodal-Inhibitors Coco A1 - Getwan,Maike Y1 - 2015/09/08 N2 - Der Bauplan der Vertebraten ist durch drei Körperachsen gekennzeichnet, die anterio¬posteriore (AP), dorsoventrale (DV) und links-rechts (LR) Achse. Die LR-Achse ist die letzte Achse, die während der Embryogenese festgelegt wird. Ihre Ausprägung wird beim Krallenfrosch Xenopus laevis nach einigen Tagen morphologisch anhand der Lage der visceralen Organe wie Herz, Darm und Gallenblase sichtbar. Die ersten molekularen Unterschiede zwischen der linken und rechten Körperhälfte können dagegen schon nach einem Tag, während der frühen Neurulation, detektiert werden. Diese finden sich in der Archenterondachplatte („gastrocoel roof plate“ – GRP), ein ciliertes Epithel, welches für den Symmetriebruch essentiell ist. Ihre rotierenden Monocilien erzeugen einen linksgerichteten Flüssigkeitsstrom, welcher das Cerberus/ DAN-Gen Coco unterdrückt. Da Coco als Inhibitor des bilateralsymmetrisch ko-exprimierten TGFß-Faktors Nodal (Xnr1) agiert, wird Xnr1 Flüssigkeitsstrom-abhängig aus seiner Reprimierung entlassen. Nun ist Xnr1 in der Lage eine unilaterale Signal¬kaskade im linken Seitenplattenmesoderm (SPM) mit sich selbst, seinem Antagonisten Lefty/ antivin und dem Homeoboxgen Pitx2c zu induzieren. Eine zentrale Frage dieses Szenarios ist die nach dem Mechanismus, durch welchen der Flüssigkeitsstrom die Repression von Coco erzielt. Die Analyse der Coco- Transkription gab den ersten Hinweis, dass Coco mRNA posttranskriptionell abgebaut und/ oder seine Translation unterbunden wird. Die Genregulation auf Ebene der mRNA erfolgt für gewöhnlich durch ihre untranslatierten Regionen (UTR), meist durch die 3-UTR. Um die Rolle der Coco 3-UTR für seine Regulation zu untersuchen, wurden Protektor-RNAs verwendet, welche endogene Coco mRNA vor ihren Inhibitoren schützen sollte. Ihre Injektion führte zur Unterbindung der Flüssigkeitsstrom-abhängigen Coco-Repression und bestätigte so die Regulation von Coco über seine 3-UTR. Da 3-UTRs der Angriffspunkt von mikroRNAs sind, wurden Funktions-verlustversuche des Syntheseenzyms Dicer durchgeführt. Diese Versuche bestätigten ihre Beteiligung innerhalb der Coco-Regulation. Anschließende Untersuchungen identifizierten miR-15a als zentralen Spieler. Wurde ihre Synthese verhindert oder ihre Bindestelle innerhalb der Coco 3-UTR spezifisch geschützt, konnte die Strom-abhängige Coco-Repression unterbunden werden. Epistasisexperimente demonstrierten, dass die LR-Achse von Embryonen mit inhibierter Flüssigkeitsströmung durch die Zugabe eines miR-15a Vorläufermoleküls auf der linken Seite wieder hergestellt werden konnte. Zusammenfassend enthüllte diese Arbeit, dass miRNAs dem Nodal-Inhibitor Coco vorgeschaltet und somit das primäre Ziel des linksgerichteten Flüssigkeitsstroms sind. KW - Embryonalentwicklung KW - Krallenfrosch KW - Asymmetrie KW - Regulation CY - Hohenheim PB - Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim AD - Garbenstr. 15, 70593 Stuttgart UR - http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2015/1114 ER -