Universität zu Köln

Sun-1, a regulator of the nuclear shape in Dictyostelium discoideum

Xiong, Huajiang (2007) Sun-1, a regulator of the nuclear shape in Dictyostelium discoideum. PhD thesis, Universität zu Köln.

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    Abstract

    In worms, flies and mammals, the nucleus is attached to the cytoskeleton by binding of the SUN domain proteins to the KASH domain proteins in the outer nuclear membrane that connects the nucleus to either Factin or microtubules. The association of the SUN domain proteins with both the nuclear lamina and the KASH domain proteins is attributed as a molecular bridging complex required for intracellular positioning and migration of the nucleus. In this study, we investigated the role of Sun-1 and interaptin, a SUN and a KASH domain protein in Dictyostelium discoideum in nuclear positioning. In marked contrast to the model proposed for higher eukaryotes, Sun-1 and interaptin localized to the nuclear envelope in a competitive fashion, which may be due to a competitive binding to a yet unknown partner. Distinct from the higher eukaryotes, which engage the nuclear lamina for INM retention of the SUN domain proteins, an alternative mechanism may be considered for D. discoideum that lacks lamins. We provided evidence that Sun-1 can be immobilized in the INM by binding to chromatin probably via its N-terminus. The association of Sun-1 with chromatin may not only contribute to the formation of a bridging complex, but also control the juxtaposition of the nucleus and centrosome, as the truncation of the Sun-1 N-terminus disconnected the nucleus and the centrosome. Consequently, the disconnection may lead to chromosome instability as indicated by: (1) Nuclear envelope deformations (2) Enlargement of the nuclear and cell size (3) Tendencies for aneuploidy and (4) Amplification of the centrosome number. These data suggest that Sun-1 may regulate the nuclear shape, chromosome stability and the connection of the nuclei to the centrosomes.

    Item Type: Thesis (PhD thesis)
    Translated abstract:
    AbstractLanguage
    Untersuchungen in den eukaryotischen Modellen, Wurm, Fruchtlfiege und Säuger, haben gezeigt, daß zwei konservierte Familien von Kernmembranproteinen für die definierte Position und die Translokation des Zellkerns innerhalb einer Zelle verantwortlich sind. Die Familie der KASHDomänen Proteine sind vorwiegend in der äußeren Kernmembran verankert, wobei ihre N-Termini mit Zytoskelettstrukturen interagieren. Die zweite Familie, die SUN-Domänen Proteine, sind durch Bindung an die Kernlamina in der inneren Kernmembran verankert. Beide Vertreter dieser Famile strecken ihre C-Termini in das perinukläre Lumen zwischen der inneren und der äußeren Kernmembran und interagieren mit einander, wodurch der Zellkern an Actinfilamenten sowie Intermediärfilamenten befestigt und/oder entlang den Mikrotubuli transportiert werden kann. Um die Verankerung und den intrazellulären Transport des Zellkerns in D. discoideum aufzuklären haben wir die Funktion der Proteine Sun-1 und Interaptin untersucht, die eine SUN- bzw. ein KASH-Domäne enthalten. Im Gegensatz zu den Tiermodellen haben wir eine kompetitive Lokalisation von Sun-1 und interaptin gezeigt, die vermutlich auf eine Bindung an einen unbekannten gemeinsamen Interaktionspartner zurückzuführen ist. Da D. discoideum keine Kernlamina enthält, müssen die Proteine der inneren Kernmembran über einen Alternativmechanismus spezifisch dorthin dirigiert werden. Unsere Versuche haben gezeigt, daß die Interaktion von Sun-1 mit DNA die spezifische Lokalisation bestimmt, wobei der N-Terminus vermutlich essentiell ist, weil Sun-1 mit deletiertem N-Terminus in der äußeren Kernmembran verbleibt. Ähnlich wie in Invertebraten und Vertebraten bildet Sun-1 Dimere und höhere Oligomere in vivo und stellt eine Verbindung mit weiteren noch unbekannten Proteinen zum Zentrosom her, welche sowohl die Distanz und eine koordiniete Zytokinese des Zellkern und Duplikation der Zentrosomen bestimmt, wodurch die Morphologie der Kernmembran und des Zytoplasmas sowie die Stabilität der Chromosomen und Zentrosomen erhalten wird.German
    Creators:
    CreatorsEmail
    Xiong, Huajiangdeinehu@yahoo.de
    URN: urn:nbn:de:hbz:38-22067
    Subjects: Life sciences
    Uncontrolled Keywords:
    KeywordsLanguage
    Sun-1, SUN domain protein, Kernmembranprotein, InteraptinGerman
    Sun-1, SUN domain protein, nuclear envelope, interaptinEnglish
    Faculty: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
    Divisions: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät > Biochemie I
    Language: English
    Date: 2007
    Date Type: Completion
    Date of oral exam: 23 April 2007
    Full Text Status: Public
    Date Deposited: 04 Jan 2008 09:16:02
    Referee
    NameAcademic Title
    Noegel, Angelika A.Prof., Dr.
    URI: http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/2206

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