Universität zu Köln

Nesprin-2 Giant at the nuclear envelope with roles in cell differentiation, proliferation and chromatin association

Nanjundappa, Rashmi Rudrappa (2011) Nesprin-2 Giant at the nuclear envelope with roles in cell differentiation, proliferation and chromatin association. PhD thesis, Universität zu Köln.

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    Abstract

    Nesprin-2 is one of the Giant proteins in mammalian cells. It localizes at the ONM through the interaction with SUN domain proteins and performs diverse functions within the cells including maintenance of nuclear morphology, bridging between nucleoplasm and cytoplasm, cell migration and polarity, and regulation of extracellular signalling. There is evidence for roles in clinical disorders as well. Using a Nesprin-2 Giant knockout mouse model we showed here that the protein participates in vivo in cell migration and tissue repair during wound healing. In the wound healing situation, Nesprin-2 Giant regulates cell proliferation and differentiation as Nesprin-2 KO wounds caused the reduction in keratinocyte proliferation. Nesprin-2 KO mice also showed higher influx of inflammatory cells, mainly macrophages, indicating the protein’s importance in the controlled expression of inflammatory cells. In Nesprin-2 KO mice reduced expression of cell proliferation related transcription factors c-Fos, PPAR

    Item Type: Thesis (PhD thesis)
    Translated abstract:
    AbstractLanguage
    Nesprin-2 Giant ist ein riesiges F-Aktin bindendes Protein, das in der äußeren und der inneren Kernmembran lokalisiert ist. In Vorarbeiten ist die Generierung und Charakterisierung einer Nesprin-2 Giant defizienten Maus beschrieben worden, in der eine verdickte Epidermis beobachtet worden war, die mit einer Vergrößerung der Zellkerne und einer Veränderung der Zellmigration und Zellpolarität in isolierten Fibroblasten einherging. Ausgehend von diesen Ergebnissen wurde in dieser Arbeit ein in vivo Wundheilungsexperiment durchgeführt. Die makroskopische Analyse hat eine Verzögerung im Wundheilungsprozess in den Knockout Mäusen gezeigt. Die anschließenden histochemischen und Immunfluoreszenzanalysen lassen auf Veränderungen in allen drei Phasen der Wundheilung schließen. In der inflammatorischen Phase (Phase I) wurde in den KO Mäusen eine schnellere Heilung beobachtet, die auf eine erhöhte Einwanderung von Makrophagen zurückzuführen war. Parallel dazu waren in Expressionsanalysen inflammatorische Gene hochreguliert in Wunden der KO Mäuse. In den Phasen II und III der Wundheilung findet die Neubildung und die Ummodellierung des Gewebes statt. Keratinozyten vermehren sich und wandern in die Wunde ein und Fibroblasten differenzieren sich in Myofibroblasten um. In den KO Mäusen waren diese Prozesse verlangsamt. Eine Untersuchung der F-Aktinstrukturen in KO Fibroblasten zeigt Veränderungen. Im Gegensatz zu Wildtyp Fibroblasten sind in den Mutanten Fibroblasten die F-Aktinstressfasern in der Nähe des Zellkern weniger abundant und der typ sche "nukleäre Korb", der von Aktinfilamenten gebildet wird, fehlt. Statt dessen ist Aktin in punktartigen Strukturen angereichert. Daraus schliessen wir, dass Nesprin-2 Giant eine wichtige Rolle für den Aufbau des Aktinnetzwerks spielt, das den Kern umgibt. Diese Ergebnisse konnten in HaCat Zellen bestätigt werden, in denen mit shRNA die Expression von Nesprin-2 stark reduziert war.Nicht nur das Aktinnetzwerk ist beeinträchtigt in KO Zellen, auch die Expression und Lokalisation des für die Wundheilung wichtigen Transkriptionsfaktors c-Fos war verändert in den Wunden der KO Mäuse. Dieser Befund lässt auf eine Beteiligung von Nesprin-2 Giant in der Transkription schließen. Eine direkte Bindung zwischen Nesprin-2 und c-Fos wurde nicht nachgewiesen. Statt dessen assoziiert Nesprin-2 mit Heterochromatin und ein Verlust von Nesprin-2 führt zu Veränderungen in der Chromatinstruktur, deren Konsequenz eine Veränderung des Transkriptionsmuster einer Zelle sein könnte und für die beobachteten Effekte verantwortlich ist. Wir haben ein Modell entwickelt, das unsere Ergebnisse integriert und sowohl eine zytoplasmatische als auch eine nukleäre Rolle von Nesprin-2 Giant voraussetzt und die Basis für weiterführende Arbeiten zur Funktion dieser Proteine bildet.German
    Creators:
    CreatorsEmail
    Nanjundappa, Rashmi Rudrapparrudrapp@uni-koeln.de
    URN: urn:nbn:de:hbz:38-42960
    Subjects: Natural sciences and mathematics
    Uncontrolled Keywords:
    KeywordsLanguage
    LINC-complex, actin cytoskeleton, signalling, c-Fos, keratinocyte, focal adhesion, wound healingEnglish
    Faculty: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
    Divisions: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät > Biochemie I
    Language: English
    Date: 12 July 2011
    Date Type: Publication
    Date of oral exam: 13 July 2010
    Full Text Status: Public
    Date Deposited: 25 Jul 2011 14:22:18
    Referee
    NameAcademic Title
    Noegel, Angelika A.Prof. Dr.
    Roth, SiegfriedProf. Dr.
    URI: http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/4296

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