Universität zu Köln

Functional characterisation of the Sterile 20 like kinase Slik in tracheal morphogenesis in Drosophila melanogaster

Ukken, Fiona Paul (2011) Functional characterisation of the Sterile 20 like kinase Slik in tracheal morphogenesis in Drosophila melanogaster. PhD thesis, Universität zu Köln.

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    Abstract

    The Drosophila Sterile20 like kinase Slik is involved in maintaining epithelial integrity and promotes tissue growth during development. It regulates activity of members of the band 4.1/Ezrin/Radixin/Moesin (ERM) superfamily proteins through phosphorylation. Apart from its kinase activity, Slik also interacts with Raf to promote cell survival and growth. Raf is an important downstream effector of the Bnl/Btl RTK pathway crucial for tracheal development. An immediate target of the RTK-MAPK signalling is SRF (serum response factor), a transcription factor known to be indispensible for terminal cell development. Here, I show that Slik contributes to tracheal terminal cell development through both its kinase-dependent and independent functions. Both Slik and activated Moesin (p-Moesin) are enriched at the apical membrane in terminal cells. slik mutant or knockdown terminal cells show branching defects and destabilised tubes similar to the phenotype of moesin mutants, suggesting that slik is an essential factor in terminal cell growth and development. This is further supported by the effect of expressing a kinase-dead form of slik, which causes a multilumen phenotype similar as the one seen in slik mutant cells. In addition, slik depletion results in the loss of p-Moesin at the apical membrane in the terminal cells indicating that Slik through its kinase dependent function towards Moesin regulates tracheal terminal cell development. This study also reports a novel regulator of Moesin; I have identified Btl as an important factor that post-translationally regulates the phosphorylation of Moesin. Apart from the luminal defects, slik depletion also resulted in reduced branching of terminal cells. The same phenotype is observed upon knockdown of raf. As Raf is thought not be a kinase substrate of Slik but rather a binding partner, the results suggest an additional, kinase independent function of Slik in tracheal development. The disruption of the downstream target of the Bnl/Btl signalling pathway srf, the signalling transducer Ras, or the receptor btl itself also resulted in similar branching defects. We propose that slik acts in the development of terminal cells through activation of Moesin at the apical membrane and a possible regulation of the Bnl/Btl RTK pathway through its interaction with Raf.

    Item Type: Thesis (PhD thesis)
    Translated abstract:
    AbstractLanguage
    Die Drosophila Sterile 20 like kinase Slik ist sowohl am Erhalt der epithelialen Integrität als auch an der Förderung des Gewebewachstums während der Entwicklung beteiligt. Sie reguliert die Aktivität von Proteinen der Band 4.1/Ezrin/Radixin/Moesin (ERM) Proteinfamilie durch Phosphorylierung. Zusätzlich zur Kinaseaktivität interagiert Slik mit Raf und wirkt dadurch positiv auf die Überlebensrate und das Wachstum von Zellen ein. Raf ist ein wichtiger Faktor im Bnl/Btl RTK Signaltransduktionsweg, der unverzichtbar für die Tracheenentwicklung ist. Ein direktes Zielgen des RTK-MAPK Signalwegs ist srf (serum response factor), ein Transkriptionsfaktor der für die Entwicklung der Terminalzellen unentbehrlich ist. In der vorliegenden Arbeit zeige ich, dass Slik auf zwei unterschiedlichen Wegen zur Tracheenentwicklung beiträgt; durch eine Kinase-abhängige als auch eine Kinase-unabhängige Funktion. Sowohl Slik als auch aktiviertes Moesin (p-Moesin) liegen an der apikalen Membran der Terminalzelle angereichert vor. Terminalzellen, in denen die Funktion von slik entweder durch eine Mutation oder durch einen RNAi induzierten Knockdown gestört ist, zeigen Defekte in der Verästelung sowie eine Destabilisierung der intrazellulären Röhre. Dieser Phänotyp gleicht dem von moesin Mutanten und indiziert eine essentielle Funktion von slik im Wachstum und der Entwicklung der Terminalzellen. Der Effekt der Überexpression einer Kinase-defizienten Form von Slik unterstützt diese Annahme: es wird ein Multilumen-Phänotyp beobachtet, wie er auch in slik mutanten Zellen zu finden ist. Desweiteren resultiert die Reduktion von Slik in einem Verlust von p-Moesin an der apikalen Membran in Terminalzellen. Dies deutet darauf hin, dass Slik durch seine Kinase-Aktivität gegenüber Moesin die Entwicklung der trachealen Terminalzellen reguliert. In dieser Studie konnte ich überdies einen neuen Regulator von Moesin nachweisen: es zeigte sich, dass Btl die post-translationelle Phosphorylierung von Moesin reguliert. Zusätzlich zu den luminalen Defekten resultierte die Reduktion von Slik auch in einer geringeren Verästelung der Terminalzellen. Der Knockdown von Raf erzeugt denselben Phänotyp. Da Raf kein direktes Substrat der Slik Kinase zu sein scheint, sondern ein Interaktionspartner, legen diese Ergebnisse eine zweite, Kinase-unabhängige Funktion von Slik in der Tracheenentwicklung nahe. Die Unterbrechung des Bnl/Btl Signaltransduktionsweges durch Knockdown des Zielgens srf, des Signalmoleküls ras oder des Rezeptors btl resultierte in ähnlichen Verästelungsdefekten. Zusammenfassend postulieren wir folgendes Modell: Slik reguliert die Entwicklung der Terminalzellen durch die Aktivierung von Moesin an der apikalen Membran und beeinflusst den Bnl/Btl RTK Signaltransduktionsweg über die direkte Interaktion mit Raf.German
    Creators:
    CreatorsEmail
    Ukken, Fiona Paulukken@embl.de
    URN: urn:nbn:de:hbz:38-42268
    Subjects: Life sciences
    Uncontrolled Keywords:
    KeywordsLanguage
    Trachea, Drosophila MelanogasterEnglish
    Faculty: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
    Divisions: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät > Institut für Genetik
    Language: English
    Date: 03 February 2011
    Date Type: Completion
    Date of oral exam: 03 February 2011
    Full Text Status: Public
    Date Deposited: 21 Jun 2011 16:52:39
    Referee
    NameAcademic Title
    Leptin, MariaProf. Dr.
    Roth, SiegfriedProf. Dr.
    URI: http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/4226

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