T48 reguliert mit Fog/Concertina die Zellformveränderungen während der Mesoderminvagination in Drosophila melanogaster

Kölsch, Verena (2006). T48 reguliert mit Fog/Concertina die Zellformveränderungen während der Mesoderminvagination in Drosophila melanogaster. PhD thesis, Universität zu Köln. Open Access

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Abstract

Gastrulation in Drosophila wird durch die beiden Transkriptionsfaktoren Twist und Snail gesteuert. Bisher sind nur wenige Zielgene von Twist bekannt, die an der Regulation der Zellformveränderungen, die während der Mesoderminvagination stattfinden, beteiligt sind. Im Rahmen dieser Arbeit wurde T48 als ein Zielgen von Twist, welches an der Regulation der Zellformveränderungen im Mesoderm beteiligt ist, identifiziert. In Embryonen, die homozygot defizient für T48 sind, kommt es nur in wenigen Zellen zu apikalen Konstriktionen, was zu einer verspäteten und unkoordinierten Mesoderminvagination führt. T48 ist ein Transmembranprotein mit einem PDZ-Bindemotiv am C-Terminus. Durch die Expression von T48HA wurde eine Lokalisation von T48 an der apikalen Membran der Zellen nachgewiesen. In Interaktionsstudien wurde gezeigt, dass T48 mit RhoGEF2 über das PDZ-Bindemotiv interagiert. Embryonen defizient für T48 zeigten eine verzögerte Akkumulation von RhoGEF2 an der apikalen Membran der mesodermalen Zellen. Späte Stadien zeigten dennoch eine deutliche apikale Lokalisation von RhoGEF2. Ähnliches konnte auch in Embryonen von homozygot concertina-mutanten Müttern beobachtet werden. In cta/T48-mutanten Embryonen jedoch kam es zu keinem Zeitpunkt zu einer apikalen Akkumulation von RhoGEF2. In diesen Embryonen fand keine Mesoderminvagination statt. T48 und der Fog/Concertina-Signalweg führen somit beide zu einer apikalen Akkumulation von RhoGEF2. Dies ist die Voraussetzung für eine apikale Anreicherung von Myosin und einer Konstriktion des Aktinzytoskeletts an der apikalen Seite der mesodermalen Zellen. Bei Ausfall von einem der beiden Signalwege ist die Akkumulation von RhoGEF2 und das Einsetzen der Mesoderminvagination verzögert. Bei Ausfall beider Signale kann kein RhoGEF2 apikal akkumuliert werden und die Mesoderminvagination wird vollständig inhibiert. Zusätzlich zeigten cta/T48-mutante Embryonen einen Defekt in der Ausbildung oder Aufrechterhaltung der Adhärenzverbindungen während der Mesoderminvagination. Ergebnisse aus dieser Arbeit deuten darauf hin, dass die Verlagerung der Adhärenzverbindungen während der Mesoderminvagination einen teilweisen Ab- und Wiederaufbau beinhaltet.

Item Type:

Thesis (PhD thesis)

Translated title:

Title	Language
T48 regulates with Fog/Concertina the cell shape changes during mesoderm invagination in Drosophila melanogaster	English

Translated abstract:

Abstract

Language

Gastrulation in Drosophila is regulated by the two transcription factors Twist and Snail. But only a few targets of Twist are known to be involved in regulating cell shape changes during mesoderm invagination. This work reports the role of T48, a target of Twist, in regulating the cell shape changes occuring in the mesoderm. Embryos homozygous deficient for T48 display reduced apical constrictions in the mesodermal cells. This leads to a delay in furrow formation and irregularities during invagination of the mesoderm. T48 is a transmembrane protein with a PDZ-binding motif at the C-terminus. T48HA expressed in the early embryo localises to the apical membrane of the cells. T48 interacts with RhoGEF2 via the PDZ-binding motif. Embryos homozygous deficient for T48 show a delay in the accumulation of RhoGEF2 at the apical membrane of the invaginating cells. The accumulation is not completely blocked; at later stages an association of RhoGEF2 with the membrane is detectable. A similar phenotype can be observed in embryos from concertina mutant mothers. In cta/T48 mutant embryos the accumulation of RhoGEF2 at the apical membrane is absent and mesoderm invagination is completely blocked. Thus, T48 and Fog/Concertina signalling act in parallel to concentrate RhoGEF2 at the apical side of the ventral cells, which is necessary for the enrichment of Myosin and the constriction of the actin cytoskeleton at the apical side of the cells. If one of the signals is absent, the enrichment of RhoGEF2 is slowed down and the invagination is delayed. If both the signals are absent, RhoGEF2 fails to accumulate apically and invagination is completely blocked. In addition, cta/T48 mutant embryos exhibit defects in the relocalisation of the adherens junctions during mesoderm invagination. The results suggest that there is a step of at least partial disassembly involved in relocalising the adherens junctions during mesoderm invagination.

English

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