Universität zu Köln

Kollagen XXII - Charakterisierung eines neuen Markers an Gewebegrenzen

Schulze, Jörg (2005) Kollagen XXII - Charakterisierung eines neuen Markers an Gewebegrenzen. PhD thesis, Universität zu Köln.

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    Abstract

    Kollagen XXII ist ein neu entdecktes Protein, das hauptsaechlich an Gewebegrenzen lokalisiert ist. Dieses Protein wurde bei einer Suche nach neuen Kollagenen in der EST Datenbank gefunden und durch anschließende Klonierung und Sequenzierung wurde die komplette cDNA Sequenz des Proteins ermittelt. Aus der abgeleiteten Aminosaeuresequenz ging hervor, dass Kollagen XXII neben tripelhelikalen Sequenzen eine von-Willebrand-Faktor-A-aehnliche Domaene sowie ein Thrombospondin-Motiv und zwei �Coiled-Coil�-Regionen besitzt. Aufgrund dieser strukturellen Merkmale wurde das neue Kollagen in die Familie der FACIT-Kollagene eingeordnet. Die Verteilung von Kollagen XXII wurde im Organismus zunaechst auf mRNA Ebene untersucht. Hierbei konnte eine Expression hauptsaechlich in Herz und Muskel gezeigt werden. Naehere Untersuchungen auf Proteinebene, mit neu hergestellten polyklonalen Antikoerpern, ergaben in neugeborenen Maeusen eine sehr distinkte Lokalisation von Kol XXII an Muskel-Sehnen Ansaetzen und an der Oberflaeche des Gelenkknorpels. Dieses Expressionsmuster konnte mit in situ Hybridisierungen, welche auch die Expression von Kollagen XXII durch Muskelzellen zeigten, bestaetigt werden. Die Verteilung von Kollagen XXII wurde waehrend der Entwicklung untersucht. Hier konnte schon ab E8,5, eine permanente Lokalisation im Bereich der Somiten festgestellt werden. Spaeter kann Kollagen XXII in den Vorlaeufern der gleichen Gewebe gefunden werden, in denen es auch im erwachsenen Tier lokalisiert ist. Aufgrund der co-Expression mit verschiedenen Wachstumsfaktoren, wie z.B. MyoF, FGF4 und anderen, wird eine Regulation durch diese Molekuele vermutet. Kollagen XXII besitzt kein typisches Bindemotiv fuer kollagenbindende Integrine. Trotzdem zeigte sich Kollagen XXII als ein außergewoehnlich guter Ligand fuer verschiedene Mitglieder dieser Gruppe. Die integrinbindende Region innerhalb des Proteins konnte identifiziert werden. Kollagen XXII konnte noch in anderen Vertebraten gefunden werden. Um die Funktion des Proteins in vivo zu untersuchen wurde eine Kollagen XXII defiziente ES-Zellinie hergestellt, sowie ein Zebrafisch Morpholino �Knockdown� generiert und analysiert. Um die Ergebnisse aus der Maus zu bestaetigen wurde hier zunaechst die Verteilung von Kollagen XXII mRNA und Protein, sowohl im erwachsenen als auch sich entwickelnden Zebrafisch untersucht. Hierbei zeigte der Fisch ein sehr aehnliches Expressionsmuster wie in der Maus. Zusaetzlich konnte hier Kollagen XXII im Mesencephalon und Auge, sowie Kiemen und Chorda dorsalis detektiert werden. Bei der Analyse des Morpholino �Knockdowns� zeigten sich drastische Veraenderungen im Phaenotyp, die auffaelligsten sind hier eine Verdrehung und Deformation der Wirbelsaeule, sowie Wachstums- und Koordinationsstoerungen

    Item Type: Thesis (PhD thesis)
    Translated abstract:
    AbstractLanguage
    Collagen XXII is a novel collagen, localized mainly at tissue junctions, which was found in a search for new collagens in the EST Database. Subsequent cloning and sequencing yielded the cDNA sequence from which the amino acid sequence was derived. In addition to the collagenous domain a von-Willebrand-Factor-A like Module, a thrombospondin-like domain and two coiled-coil motives are present. Because of these structural features Collagen XXII was added to the family of FACIT collagens. Initially the tissue distribution of Collagen XXII in the organism was determined on mRNA level. Expression could be detected mainly in heart and skeletal muscle. Detailed studies on the protein level, performed with newly generated polyclonal antibodies, demonstrated a very restricted expression pattern limited to the myotendinous junction and the surface of articular cartilage. This pattern was confirmed by in situ hybridization studies, which also demonstrated an expression of Collagen XXII by muscle cells. In the mouse embryo Collagen XXII can be detected from E8.5 onwards. The early expression is restricted to the developing somites, in later stages Collagen XXII signals can be detected in the progenitors of the same tissues, in which the protein is found in the adult mouse. Due to co-expression of Collagen XXII and various growth factors like MyoF, FGF4 and others, a regulation by these molecules is assumed. Even though a typical motive for integrin binding cannot be found in Collagen XXII, this protein was found to be an exceptionally good ligand for collagen-binding integrins. The location of the integrin binding site within the Collagen XXII molecule was determined. Many other vertebrates also express Collagen XXII. To study its in vivo function a Collagen XXII deficient ES cell line was established and zebrafish morpholino knockdown experiments were analyzed. To confirm the results, gained from experiments in mouse, the distribution of Collagen XXII mRNA and protein was analyzed in the adult and embryonic zebrafish. The fish showed a very similar expression pattern as seen before in mouse, but additional signals could be detected in mesencephalon, eye, gills and notochord. The analysis of the morpholino knockdown showed a dramatically altered phenotype. The most striking features were the deformation of the vertebrae, retarded development and altered motion and coordination.English
    Creators:
    CreatorsEmail
    Schulze, Jörgakd93@uni-koeln.de
    URN: urn:nbn:de:hbz:38-16921
    Subjects: Life sciences
    Uncontrolled Keywords:
    KeywordsLanguage
    FACIT, Kollagen, Muskel-Sehnen-Ansatz, Muskel, SehneGerman
    FACIT, Collagen, Myotendinous junction, Muscle, tendonEnglish
    Faculty: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
    Divisions: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät > Biochemie II
    Language: German
    Date: 2005
    Date Type: Completion
    Date of oral exam: 15 January 2006
    Full Text Status: Public
    Date Deposited: 27 Mar 2006 12:14:22
    Referee
    NameAcademic Title
    Paulsson, MatsProf. Dr.
    URI: http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/1692

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