Diaz Smoje, Mariana Andrea (2018). Functional characterization of NSE4 paralogs in Arabidopsis thaliana. PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

The control of genome integrity throughout cellular generations is critical for viable plant development and the correct transmission of genetic information to the progeny. Key factor involved in this process is the STRUCTURAL MAINTAINANCE OF CHROMOSOME 5/6 (SMC5/6) complex, related to cohesin and condensin complexes controlling sister chromatid alignment and chromosome condensation, respectively. In my Ph.D project I characterized NON-SMC ELEMENT 4 (NSE4) paralogs of SMC5/6 complex in Arabidopsis. NSE4A is widely expressed in meristems and accumulates during DNA damage repair. Partial loss of function NSE4A mutants are viable, but hypersensitive to DNA damage induced by zebularine. In addition, NSE4A mutants show aberrant seed development, with embryo failing at organogenesis and non-cellularized endosperm. This resembles defects in cohesin and condensin mutants and thus suggests a role for all three SMC complexes in differentiation during seed development in plants. In contrast, NSE4B is expressed only in a few cell types and loss-of-function mutants do not have any obvious phenotype. In summary, this study shows that NSE4A subunit of SMC5/6 complex is essential for DNA damage repair in somatic tissues and plays a role during reproductive development.

Item Type: Thesis (PhD thesis)
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Die Kontrolle der Genomintegrität über die gesamte Zellgeneration hinweg ist entscheidend für die Entwicklung einer lebensfähigen Pflanze und die korrekte Übertragung der genetischen Information an die Nachkommenschaft. Schlüsselfaktor in diesem Prozess ist der STRUCTURAL MAINTENANCE OF CHROMOSOME 5/6 (SMC5/6)–Komplex. Der SMC5/6 –Komplex steuert, in Verbindung mit den Cohesin- und Condensin-Komplexen, die Schwesterchromatidausrichtung bzw. die Chromosomenkondensation. In meiner Doktorarbeit habe ich die paralogenen Proteine der Untereinheit NON-SMC ELEMENT 4 (NSE4) des SMC5/6 - Komplexes in Arabidopsis thaliana charakterisiert. NSE4A wird häufig in Meristemen exprimiert und akkumuliert dort während der Reparatur von DNA-Schäden. NSE4A-Mutanten mit partiellem Funktionsverlust sind lebensfähig, aber hypersensitiv gegenüber Zebularin-induzierten DNA-Schäden. Darüber hinaus weisen NSE4A-Mutanten eine gestörte Samenentwicklung bezüglich der Organogenese im Embryo, sowie eine ausbleibende Zellularisierung des Endosperms auf. Dies ähnelt Defekten in Cohesin- und Condensin-Mutanten und legt somit eine Rolle für alle drei SMC-Komplexe bei der Differenzierung während der Samenentwicklung in Pflanzen nahe. Im Gegensatz dazu wird NSE4B nur in wenigen Zelltypen exprimiert, und loss-of-function-Mutanten haben keinen offensichtlichen Phänotyp. Zusammenfassend zeigt diese Studie, dass die NSE4A-Untereinheit des SMC5 /6-Komplexes essentiell für die Reparatur von DNA-Schäden in somatischen Geweben ist und eine Rolle während der reproduktiven Entwicklung spielt.German
Creators:
CreatorsEmailORCID
Diaz Smoje, Mariana AndreaUNSPECIFIEDUNSPECIFIED
URN: urn:nbn:de:hbz:38-82423
Subjects: Natural sciences and mathematics
Life sciences
Uncontrolled Keywords:
KeywordsLanguage
SMC5/6 complexEnglish
NSE4English
DNA damage repairEnglish
seed developmentEnglish
genome integrityEnglish
Faculty: Faculty of Mathematics and Natural Sciences
Divisions: Faculty of Mathematics and Natural Sciences > MPI for Plant Breeding Research
Language: English
Date: 5 February 2018
Date of oral exam: 2 March 2018
Referee:
NameAcademic Title
Coupland, GeorgeProf. Dr.
Refereed: Yes
URI: http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/8242

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