Universität zu Köln

Bredow, Janna ORCID: 0009-0007-8003-9149 (2025). Zu den Mechanismen der Nierendegeneration durch die Akkumulation von DNA-Schäden und R-loops. PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

Bahnbrechende Studien der letzten Jahrzehnte haben DNA-Schäden und ihr Reparaturnetzwerk in der Pathogenese onkologischer und degenerativer Krankheiten wie chronischer Nierenerkrankungen ins Blickfeld gerückt. Dabei wurden R-loops als bemerkenswerte Mediatorstrukturen beschrieben. Die vorliegende Arbeit basiert auf dem Befund, dass der nierenspezifische Verlust sowohl von Ercc1, einem zentralen DNA-Reparaturprotein, als auch von Aatf, einem Schlüsselfaktor der p53 abhängigen DNA-Damage Response, in der Maus zur fibrotischen Degeneration der Niere führt. Da der Verlust von Aatf die Entstehung von R-Loops im Nierenepithel fördert, hat sich diese Arbeit zunächst mit der Frage beschäftigt, welche Folgen der Verlust von Aatf im R-loop-Signaling Netzwerk hervorruft. Durch Immunfluoreszenzfärbungen und die massenspektrometrische Analyse humaner U2OS Zellen konnten neue Erkenntnisse über Auswirkungen des AATF-Verlusts auf die Zusammensetzung von R-loop-assoziierten Proteinkomplexen und die Funktion und Lokalisation von AATF und R-loops in der Zelle gewonnen werden. Dabei wurden unter anderem an ribosomalen und genregulatorischen Vorgängen beteiligte Proteine als potenzielle R-loop-Komponenten identifiziert. Für die experimentelle Analyse von R-loops unter Replikationsstress wurde eine induzierbare genetisch veränderte Ribonuklease H1 (D210N) eingesetzt. In erweiterten Interaktomanalysen in humanen U2OS Zellen konnten neue Verknüpfungen zwischen R-loops und ziliären Proteinen, welche an der Pathogenese von Ziliopathien beteiligt sein könnten, aufgedeckt werden. Proteine des kanonischen WNT-Signalwegs scheinen ein Teil dieser Verbindung zu sein. Es handelt sich hierbei um einen vielversprechenden Ansatz zukünftiger Untersuchungen zum weiteren Verständnis der phänotypischen Merkmale und der pathophysiologischen Entstehung von Ziliopathien. Darüber hinaus wurden auch die in vivo-Konsequenzen der Akkumulation von DNA-Schäden in der Niere untersucht. Um die Frage zu beantworten, welche Mechanismen zum degenerativen Prozess der Fibrosierung der Niere führen, wurden Untersuchungen an einem nierenspezifischen Ercc1-defizienten Mausmodell durchgeführt. In diesem Modell ist Ercc1 im distalen Teil des Nephrons deletiert, was in einer Nierenfibrose resultiert. Anhand steigender Retentionsparameter und biometrischer Daten wie dem Körpergewicht ließ sich bereits phänotypisch eine Krankheitsprogression erahnen. Mittels qPCR konnte eine erhöhte Expression Seneszenz-assoziierter Gene in Nieren von 8, 12 und 16 Wochen alten Mäusen festgestellt werden, welche auf Proteinebene in histologischen Schnitten weiter untersucht wurde. Die Daten zeigen weiterhin, dass neben Seneszenz auch regulierter Zelltod an der Fibrogenese beteiligt ist. Die durch diese Arbeit gewonnenen Ergebnisse und Erkenntnisse liefern interessante neue Anknüpfungspunkte in den Forschungsbereichen der DNA-Damage Response und R-loops, der Pathogenese fibrotischer Nierenerkrankungen und renaler Ziliopathien, sowie zu möglichen Verbindungen zwischen diesen beiden Pathologien.

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Translated title:	Title Language UNSPECIFIED German
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Bredow, Janna UNSPECIFIED orcid.org/0009-0007-8003-9149 UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-784623
Date:	2025
Language:	German
Faculty:	Faculty of Medicine
Divisions:	Faculty of Medicine > Innere Medizin > Klinik II für Innere Medizin - Nephrologie, Rheumatologie, Diabetologie und Allgemeine Innere Medizin
Subjects:	Medical sciences Medicine
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language DNA-Schäden German R-loops German Fibrose German Seneszenz German Nierenerkrankungen German
Date of oral exam:	24 April 2025
Referee:	Name Academic Title Schermer, Bernhard Professor Dr. med. Schumacher, Björn Universitätsprofessor Dr. rer. nat.
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/78462