Universität zu Köln

Rohde, Christoph (2007). Genetic and Functional Studies on the Conserved IRG (Immunity-related GTPase) Protein IRGC (CINEMA). PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

The Immunity-related GTPases (IRG), also known as p47 GTPases, are important factors mediating resistance against different intracellular pathogens. In the mouse there are at least 23 different IRG genes. Most of them are located in clusters on chromosome 11 and 18, but one family member, Irgc (CINEMA), is an isolated gene on chromosome 7. Humans, in contrast, possess only one full-length IRG gene called IRGC, which is an orthologue of the isolated mouse gene Irgc, and one truncated gene called IRGM. The high sequence conservation and clear orthology between man and mouse justified an investigation into the the function of IRGC in a mouse model. IRGC is highly conserved in mammals and orthologues were detected in all subclasses. Although an obvious orthologue of IRGC was not detected outside the mammals, the reptile Anolis carolinensis possesses an IRG gene that is clearly IRGC-related. Irgc is expressed only in haploid spermatids during spermatogenesis in the testis. This expression pattern seems to be conserved in all mammals. Expression is driven by a conserved promoter containing the transcription factor binding sites for Sox5, Sox17 and NF-Y. In contrast to most other IRG genes the promoter of IRGC does not contain any ISRE or GAS sites mediating interferon-gamma induction. IRGC expression was not induced in mouse or human cell lines after interferon-stimulation or in vivo after infection with Listeria monocytogenes. Irgc deficient mice were generated and analyzed. However deficiency of Irgc did not have any morphological effect on spermatogenesis and the Irgc-deficient mice were completely fertile. In order to detect interaction partners of Irgc, a yeast two-hybrid screen of a cDNA library from testis was performed. Two putative interaction partners were detected, the eukaryotic release factor 1 (eRF1) and a testis-specific splice variant of the Golgi reassembly and stacking protein 2 (GORASP2). From the data obtained it was concluded that IRGC is not a resistance factor like the interferon-inducible IRG proteins, but mediates some yet unknown function in spermatogenesis. Despite the strong conservation of IRGC a phenotype in Irgc deficient mice could not be detected yet.

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Translated title:	Title Language Genetische und funktionale Studien über das konservierte IRG (Immunity-related GTPase) Protein IRGC (CINEMA) German
Translated abstract:	Abstract Language Die Immunity-related GTPasen IRG sind wichtige Faktoren des zell-unabhängigen angeborenen Immunsystems zur Abwehr von intrazellulären Pathogenen. Die Maus verfügt über mindestes 23 verschiedene IRG Gene. Die meisten sind in Clustern auf den Chromosomen 11 und 18 lokalisiert, aber ein Gen mit dem Namen Irgc (CINEMA) liegt als isoliertes Gen auf Chromosom 7. Der Mensch verfügt im Gegensatz zur Maus nur über ein komplettes IRG Gen namens IRGC, das ein Ortholog des Gens Irgc in der Maus ist. Zusätzlich besitzt der Mensch noch das verkürzte Gen IRGM. Um die Rolle der IRG Proteine im Menschen zu verstehen ist es von entscheidender Bedeutung die Funktion von Irgc in der Maus zu analysieren. IRGC ist stark konserviert in Mammaliern und Orthologe finden sich in allen Mammalia-Unterklassen. Außerhalb der Mammalia wurde kein eindeutiges IRGC Ortholog identifiziert, aber das Reptil Anolis carolinensis besitzt ein IRG Gen, das eindeutig IRGC verwandt ist. Irgc wird nur während der Spermatogenese in haploiden Spermatiden im Hoden expremiert. Dieses Expressionsmuster scheint in allen Mammaliern konserviert zu sein. Die Expression wird von einem konservierten Promoter mit Transkriptionsfaktor-Bindestellen für Sox5, Sox17 und NF-Y reguliert. Im Gegensatz zu den meisten anderen IRG Genen enthält der Promoter von IRGC weder ISRE noch GAS Motive, die Interferon-gamma induzierte Expression vermitteln. Die Expression von IRGC konnte in verschiedenen murinen und menschlichen Zelllinien durch Stimulation mit Interferonen nicht induziert werden. Ebenso induziert die Infektion von Mäusen mit Listeria monocytogenes in vivo keine Irgc Expression. Um die Funktion von Irgc zu analysieren wurden Irgc defiziente Mäuse generiert. Die Untersuchung dieser Mäuse zeigte, dass das Fehlen von Irgc keine morphologischen Auswirkungen auf die Spermatogenese hat und die entsprechenden Mäuse fruchtbar sind. Zur Identifizierung von möglichen Interaktionspartnern wurde ein cDNA Bank aus dem Hoden mit dem Yeast Two-Hybrid System analysiert. Dabei wurden zwei putative Partner von Irgc identifiziert. Den eukaryotische Terminations (Release) Faktor 1 (eRF1) und eine Hoden-spezifische Spleissvariante von GORASP2 (Golgi reassembly and stacking protein 2). Die Ergebnisse dieser Arbeit lassen darauf schließen, dass IRGC im Gegensatz zu den anderen IRG Proteinen kein Bestandteil des zellautonomen Immunsystems ist, sondern eine noch nicht bekannte Funktion in der Spermatogenese ausführt. Trotz der starken Konserviertheit von IRGC konnte bis jetzt kein Phänotyp in Irgc defizienten Mäusen entdeckt werden. German
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Rohde, Christoph christoph.rohde@uni-koeln.de UNSPECIFIED UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-22116
Date:	2007
Language:	English
Faculty:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences
Divisions:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences > Department of Biology > Institute for Genetics
Subjects:	Life sciences
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language Spermatogenese German spermatogenesis English
Date of oral exam:	26 November 2007
Referee:	Name Academic Title Howard, Jonathan C. Prof. Dr.
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/2211