Universität zu Köln

Bitzer, Marco (2014). Untersuchungen zur Funktion der CPß Untereinheit im Zebrabärbling (Danio rerio). PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

CPβ ist eine von zwei Untereinheiten des CP, welches an die schnell wachsenden Enden (+ Enden) von Aktinfilamenten bindet und das Anlagern und Abwandern von Aktinmonomeren verhindert. Hier wurde der Zebrabärbling als in vivo Vertebraten Modellorganismus herangezogen, um in CPβ knockdown Studien zum ersten Mal etwas über die Funktion von CPβ in einem sich entwickelnden Vertebratensystem während der Entwicklung der Skelettmuskulatur zu lernen. Die Genstruktur, alternative Spleißprodukte und deren Proteinsequenzen von CPβ sind zwischen Zebrabärbling und höheren Vertebraten stark konserviert. Insbesondere die als Aktinbindedomäne identifizierte C-terminale α-Helix ist in Ihrer Aminosäuresequenz konserviert. Neben einer unterschiedlich langen α-Helix bestehen wesentliche Unterschiede zwischen Zebrabärbling und anderen Vertebraten in der Substitution einer Aminosäure durch Serin (CPβ1 →Serin 248) oder einem zusätzlichen Serin (CPβ2→Serin 267 ) in der C-terminalen α-Helix. CPβ1 und CPβ2 wurden bei indirekter Immunfluoreszenz in 48 SnB und 72 SnB whole mount Zebrabärbling Embryonen in einer identischen Verteilung an den vertikalen Myosepten, entlang der Skelettmuskelmyofibrillen und in den Z-Scheiben der Skelettmuskulatur gefunden. Der CPβ knockdown führt zu schweren Wachstumsdefekten und Störungen der Skelettmuskelentwicklung wie sie bereits in Zebrabärbling Mutanten, die Modelle von muskulären Dystrophien darstellen, beschrieben wurden. Die in dieser Studie gemachten Entdeckungen lassen auf zwei wichtige Funktionen von CPβ schließen. Zum einen scheint CPβ bei der Kontrolle des Wachstums des Zebrabärbling Embryos beteiligt zu sein und zum anderen scheint CPβ während der Entwicklung der Skelettmuskulatur in einem in vivo Vertebratensystem eine entscheidende Rolle zu spielen.

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Translated abstract:	Abstract Language CPβ is one of two subunits of CP, which caps the barbed end of actin filaments and prevents actin monomers from (de-) polymerising. Here, the zebrafish as an in vivo vertebrate model organism was used to conduct a CPβ knockdown study. For the first time we examined the function of CPβ in a developing vertebrate system to learn about its role in the development of skeletal muscle. The gene structure, alternative splice products and the protein sequence of CPβ is highly conserved between zebrafish and higher vertebrates. Notably the c-terminal α-helix recognized as the actin binding domain is also conserved in its amino acid sequence. Besides a different length of the α-helix significant differences between zebrafish and other vertebrates exist in the substitution of one amino acid by a serine (CPβ1→serine 248) or an additional serine (CPβ2 →serine 267) in the c-terminal α-helix. CPβ1 and CPβ2 were detected by indirect immunofluorescent labeling in 48 hpf and 72 hpf whole mount zebrafish embryos in an identical pattern in vertical myosepta, alongside of skeletal myofibrils and in the Z-discs of skeletal muscles. CPβ knockdown leads to severe growth defects and impairment of the development of skeletal muscles as it has been described for zebrafish mutants representing models of muscular dystrophies. The results of this study hint at two pivotal roles for CPβ. On the one hand CPβ seems to be part of the growth control in the zebrafish embryo and on the other hand CPβ seems to play a decisive role in the development of the skeletal musculature in a vertebrate system. English
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Bitzer, Marco UNSPECIFIED UNSPECIFIED UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-58503
Date:	9 October 2014
Language:	German
Faculty:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences
Divisions:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences > Department of Biology > Institut für Entwicklungsbiologie
Subjects:	Life sciences
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language Zebrabärbling, Muskulatur, Myofibrillogenese, Morpholino German
Date of oral exam:	9 October 2014
Referee:	Name Academic Title Hammerschmidt, Matthias Prof. Dr. Pfitzer, Gabriele Prof. Dr.
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/5850