Analyse von Nesprin-2 defizienten Mäuse - Kölner UniversitätsPublikationsServer

Zaim, Hafida (2006). Analyse von Nesprin-2 defizienten Mäuse. PhD thesis, Universität zu Köln. Open Access

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Abstract

Nesprin-1 and Nesprin-2 (auch Enaptin and NUANCE genannt) sind Mitglieder der α-aktinin Superfamilie, die sich durch eine Aktin-bindende Domäne, einen elongierten Bereich mit Spektrindomänen und eine C-terminale Transmembranregion auszeichnen, mit der sie in der Kernmembran verankert sind. Sie sind riesige Proteine und gehen viele Interaktionen mit anderen Proteinen ein, unter anderem den Kernkomponenten Lamin A/C und Emerin. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Nesprin-2 Lokalisation am und im Zellkern mit Hilfe von neu etablierten Antikörpern gezeigt und neue Isoformen bestätigt. Die Nesprin-2 Lokalisation am Zellkern ist LaminA/C abhängig, wobei Lamin C ausreicht, um diese Lokalisierung zu stabilisieren. Nesprin-2 (-/-) Mäuse sind charakterisiert worden und der Defekt im Gen ist aufgeklärt worden. Diesen Mäusen fehlen Isoformen, denen die Aktin-bindende Domäne fehlt, u. a. die längste Isoform, die vom Nesprin-2 Gen kodiert wird, während C-terminale Isoformen vom Gendefekt nicht berührt sind. Die Mäuse zeigen keine offensichtlichen Defekte. Jedoch weisen Nesprin-2 (-/-) Fibroblasten Kerndeformationen auf in Form von kugelförmigen Ein- und Ausbuchtungen sowie Diskontinuitäten der Kernmembran. Ähnliche Kerndeformationen wurden in Zellen von Patienten beobachtet, die an Laminopathien leiden. In Wundheilungsexperimenten wurde eine erhebliche Beeinträchtigung bei den Nesprin-2 (-/-) Fibroblasten beobachtet. Sie waren nicht in der Lage eine Wunde in der gleichen Zeit zu schliessen wie Wildtyp Fibroblasten. Unsere Resultate deuten auf eine Instabilität der Kernmembran in diesen Zellen hin und bestätigen die Bedeutung der grossen Nesprin-2 Isoform bei der Aufrechterhaltung der Kernmembranstabilität, Kernarchitektur und Zellbeweglichkeit. Nesprin-2 ist somit ein neuer Kandidat für die Auslösung von Laminopathien und Muskeldystrophien des Menschen.

Item Type:

Thesis (PhD thesis)

Translated abstract:

Abstract

Language

The vertebrate proteins Nesprin-1 and Nesprin-2 (also referred to as Enaptin and NUANCE) together with ANC-1 of Caenorhabditis elegans and MSP-300 of Drosophila melanogaster belong to a novel family of alpha-actinin type actin-binding proteins residing at the nuclear membrane. Nesprin-2 is a new lamin- and emerin-binding protein of the nuclear envelope. Polyclonal and monoclonal antibodies generated against the C-terminus and N-terminus respectively showed that nesprin-2 isoforms located in the outer and inner nuclear membrane, in the cytoplasm as well as within the nucleus. We demonstrate also that nesprin-2 isoforms are expressed in a wide range of tissues. Our studies also indicate that the nuclear envelope localization of nesprin-2 depends on lamin A/C and the expression of lamin C is sufficient for a proper localization of nesprin-2. This is underlined by our findings in fibroblast cells of Lamin A/C Knock-out mice where we observed an altered distribution of nesprin-2. In order to reveal the functions of nesprin-2 and its link to human disease, we analysed nesprin-2 Knock-out mice which do not express the ABD-isoforms of the protein. These mice do not show any phenotype but at the cellular level we observed nuclear deformation in form of blebs und disruptions of the nuclear envelope. Similar deformations were observed in laminopathies patient cells. Furthermore, a wound healing experiments showed a defect in the motility of these cells. These results propose a role of nesprin-2-ABD isoforms in maintaining of nuclear membrane stability and nuclear architecture as well as cell motility. The Data suggest a potential involvement of this multi-isomeric protein in human diseases.

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