TY  - THES
T1  - Zur Lokalisation und Funktion des Calciumtransporters im Innenohr von Knochenfischen (Oreochromis mossambicus)
A1  - Knie,Miriam
Y1  - 2014/09/09
N2  - Die Schwerkraftwahrnehmung in Fischen erfolgt durch die Otolithenorgane im Innenohr.  Diese Strukturen sind mit Endolymphe gefüllt und besitzen ein sensorisches Maculaepithel auf dem der Otolith, der sogenannte Schwerestein, aufliegt.  Die Otolithen bestehen im Wesentlichen aus Calciumcarbonat, welches in eine Proteinmatrix eingebettet ist. Das Wachstum der Otolithen unterliegt einem diurnalen Rhythmus. Eine bislang noch nicht geklärte Frage ist, wie der Transport der zur Mineralisierung der Otolithen benötigten Calciumionen durch das sensorische Epithel in die Endolymphe erfolgt. 
Das Ziel dieser Arbeit war es, die Lokalisation und Funktion der Plasmamembran-Calcium ATPase (PMCA) als möglichen Kandidaten für den Calciumtransporter in den sensorischen Epithelien des Innenohrs von Oreochromis mossambicus im Hinblick auf die Biomineralisation der Otolithen zu untersuchen. Diese Untersuchung wurde an larvalen Buntbarschen in verschiedenen Entwicklungsstadien durchgeführt, da die Otolithen während der Larvalentwicklung durch eine rasche Größenzunahme, sowie dynamische Umgestaltungen gekennzeichnet sind. Zudem wurden weitere mineralisierte Gewebe wie Zähne und Schädelknochen analysiert. Ferner wurden die allgemein am Calciumstoffwechsel beteiligten Organe wie Kiemen, Darm und Niere in den gleichen Entwicklungsprofilen untersucht.
Sämtliche untersuchten Epithelien und Gewebe sind durch eine Co-Expression der PMCA-Isoformen 1 bis 4 während der Larvalentwicklung gekennzeichnet. Aufgrund der in dieser Arbeit gewonnenen Daten kann angenommen werden, dass jede der vier PMCA-Isoformen eine spezialisierte Funktion in den untersuchten Epithelien und Geweben erfüllt. So ist PMCA1 in den sensorischen Epithelien des Innenohrs am Transport der Calciumionen in die Endolymphe beteiligt, während die Isoform 2 eher die Funktion eines "housekeeping gene" erfüllt und zur Aufrechterhaltung der basalen Calciumkonzentration wichtig ist. In den Knochen wird die Calciumexportfunktion hauptsächlich von den Isoformen 1 und 4 erfüllt,  die basalen Calciumlevel innerhalb der Zelle werden durch Isoform 3 aufrechterhalten.
Demnach könnte die Regulation der Calciumionen durch die Plasmamembran-Calcium ATPase ein komplexer und fein regulierter Prozess sein. 
Die Ergebnisse der Expressionanalyse - eine spezifische Reaktion sowohl mit der Sense-, wie auch mit der  Antisense-Sonde - haben zu der Annahme geführt, dass für die vier Plasmamembran-Calcium ATPase Isoformen in Oreochromis mossambicus zusätzlich zur Sense-RNA auch natürlich vorkommende Antisense-RNA transkribiert wird. Diese Hypothese wurde durch die Methode des Northern Blot überprüft, wodurch weitere Hinweise auf die Existenz von natürlicher Antisense-RNA gewonnen werden konnten. Natürlich vorkommende antisense-Transkripte können entweder direkt als Matrize für die Translation verwendet werden oder haben Einfluss auf die Expression der korrespondierenden sense-RNA. Ob dies auch in Oreochromis mossambicus der Fall ist, wurde durch quantitative In-situ Hybridisierung im Kontext des diurnalen Wachstumsrhythmus der Otolithen untersucht. Mit Hilfe dieser Methode konnten sowohl Änderungen der Expressionslevel beider Transkripte, wie auch Veränderungen des Verhältnisses von Sense- zu Antisense-RNA beobachtet werden. Hieraus ließ sich ableiten, dass die Regulation der PMCA in den sensorischen Epithelien des Innenohrs zum einen durch die Transkriptionsrate, wie auch durch die Expression von Antisense-Transkripten erfolgen könnte, wobei hierbei wahrscheinlich das Verhältnis von Sense- zu Antisense-RNA eine Rolle spielt. Welcher Regulationsmechanismus der natürlichen antisense-RNA dabei im Detail wirksam wird bedarf weiterer Untersuchungen.
KW  - Knochenfische
KW  - Moçambique-Buntbarsch
KW  - Tilapia
KW  - Antisense-RNS
CY  - Hohenheim
PB  - Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
AD  - Garbenstr. 15, 70593 Stuttgart
UR  - http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2014/999
ER  -