Zur Kurzanzeige

Role of Gcn4p in nutrient-controlled gene expression in Saccharomyces cerevisiae

dc.contributor.advisorBraus, Gerhard Prof. Dr.de
dc.contributor.authorGrundmann, Olavde
dc.date.accessioned2012-04-16T14:46:44Zde
dc.date.available2013-01-30T23:50:46Zde
dc.date.issued2002-05-08de
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-ABFA-Cde
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.53846/goediss-112
dc.description.abstractUnter Aminosäure-Mangelbedingungen schaltet die Bäckerhefe Saccharomyces cerevisiae die sogenannte Allgemeine Kontrolle der Aminosäure-Biosynthese" ein. Gcn4p, der Transkriptionsfaktor dieses Systems, aktiviert die Expression von über 50 Genen, die in die verschiedenen Aminosäure-Biosynthesewege involviert sind. Im Rahmen dieser Arbeit konnte gezeigt werden, daß bei gleichzeitiger Limitierung von Aminosäuren und Stickstoff, die Allgemeine Kontrolle der Aminosäure-Biosynthese nicht aktiviert wird. Vielmehr konnte eine Abnahme der Gcn4p-Aktivität beobachtet werden, die auf eine Verminderung der Gcn4-Proteinmenge zurückzuführen war. Ursache für diese Abnahme der intrazellulären Proteinkonzentration war die translationelle Kontrolle der GCN4-mRNA, die selbst eine unter diesen Bedingungen auftretende zweifache Erhöhung der GCN4-Transkriptionsrate repremieren konnte. Außerdem wurde gezeigt, daß unter Stickstoff-Mangelbedingungen keine Korrelation zwischen dem Phosphorylierungsstatu! s von eIF-2 und der GCN4-Expression mehr gegeben war. Dadurch konnte ausgeschlossen werden, daß der bereits bekannte Mechanismus der translationellen Kontrolle der GCN4-mRNA unter diesen Bedingungen eine Rolle spielt. Vielmehr wird ein zusätzlicher Faktor postuliert, der unterhalb von eIF-2 direkt auf die Translationsinitiation wirkt. Obwohl nachgewiesen werden konnte, daß die Gcn4p-Aktivität unter Stickstoff-Mangelbedingungen repremiert wird, war eine gcn4D-Mutante nicht mehr in der Lage, Pseudohyphen zu bilden. Dies zeigt eindeutig, daß eine Abhängigkeit des Pseudohyphen-Wachstums von der Anwesenheit von Gcn4p gegeben ist. Darüber hinaus wurde festgestellt, daß die Transkription des für das Pseudohyphen-Wachstum notwendigen Flocculin-Gens, FLO11 auch durch Aminosäure-Mangel unter normalen Stickstoff-Konzentrationen aktiviert werden kann. Diese Aktivierung ist Gcn4p-abhängig und führt zu einer verstärkten Zell-Zell Adhäsion. Neben Gcn4p ist für die FLO11-Expression unter Aminosäure-Mangelbedingungen auch der Transkriptionsfaktor des cAMP-Weges, Flo8p notwendig. Hingegen spielen die für die FLO11-Expression unter Stickstoff-Mangelbedingungen gleichfalls wichtigen Transkriptionsfaktoren des MAPK-Weges, Ste12p und Tec1p, eine eher untergeordnete Rolle. Durch vergleichende Transkriptom-Analyse eines Hefe-Wildtyp-Stammes und eines gcn4D-Deletionsstammes, die unter Aminosäure-Mangelbedingungen gewachsen waren, konnten 225 Gene identifiziert werden, die unter Aminosäure-Mangelbedingungen Gcn4p-abhängig induziert werden. Neben Genen des Aminosäure- oder Nukleotid-Metabolismus, für die eine Gcn4p-abhängige Transkription bereits bekannt war, konnten auch eine Vielzahl von Genen identifiziert werden, die in völlig andere zelluläre Prozesse involviert sind. So wurde eine Gcn4p-abhängige Transkriptionsaktivierung für Gene des Kohlenstoff-, Fettsäure- und Phosphat-Stoffwechsels, aber auch für Gene, die für Chromatinstruktur determinierende Proteine codieren (z.B. Histone), nachgewiesen.de
dc.format.mimetypeapplication/pdfde
dc.language.isoengde
dc.rights.urihttp://webdoc.sub.gwdg.de/diss/copyrdiss.htmde
dc.titleRole of Gcn4p in nutrient-controlled gene expression in Saccharomyces cerevisiaede
dc.typedoctoralThesisde
dc.title.translatedDie Rolle von Gcn4p in der nährstoffkontrollierten Genexpression in Saccharomyces cerevisiaede
dc.contributor.refereeBraus, Gerhard Prof. Dr.de
dc.date.examination2001-07-27de
dc.subject.dnb570 Biowissenschaften, Biologiede
dc.description.abstractengUnder amino acid starvation conditions, the bakers" yeast Saccharomyces cerevisiae activates a system called "General control of amino acid biosynthesis". Gcn4p, the transcription factor of this system induces the expression of more than 50 genes involved in the different amino acid biosynthetic pathways. In this thesis it could be shown that during simultaneous limitation of amino acids and nitrogen the general control is not activated. More exactly, even a decrease of the Gcn4p activity was detected, which was traced back onto a reduction of the Gcn4 protein amount in the cell. This decrease of the intracellular concentration was caused by translational control of the GCN4 mRNA, which was able to repress even a 2-fold increase of the GCN4 transcription rate. Furthermore during nitrogen starvation conditions no correlation between the stature of eIF-2 phosphorylation and GCN4 expression was observed. For this reason an involvement of the already known mechanism of translation! al regulation of GCN4 mRNA could be excluded. Rather a factor is postulated, which is situated downstream of eIF-2 and has a regulatory effect on initiation of translation. Although it could be proven that the Gcn4p activity is repressed during amino acid starvation, a gcn4D mutant strain was not able to form pseudohyphae any more. This indicated to a dependence of pseudohyphal growth on the presence of Gcn4p. Furthermore it was detected that the transcription of FLO11, which is a flocculin gene necessary for pseudohyphal growth, was activated by amino acid limitation under normal nitrogen concentrations as well. This activation is Gcn4p-dependent and leads to an improved cell-cell adhesion. Gcn4p as well as the transcription factor of the cAMP pathway, Flo8p are necessary for FLO11 expression during amino acid limitation. On the other hand the transcription factors of the MAPK pathway, Ste12p and Tec1p, which are important under nitrogen starvation conditions as well have only a minor importance. By comparative transcriptome analysis of a yeast wild type and a gcn4D mutant strain, which were grown under amino acid limitation conditions, 225 genes were identified, which were Gcn4p-dependent activated during amino acid starvation conditions. Not only genes of amino acid or nucleotide metabolism, for which a Gcn4p-dependent transcription was already known, but also several other genes were identified, which are involved in completely different cellular processes. A Gcn4p-dependent activation of transcription could be detected for genes of carbon, fatty acid and phosphorus metabolism, as well as for genes coding for chromatin structure determining proteins (e.g. histones).de
dc.contributor.coRefereeMayer, Frank Prof. Dr.de
dc.subject.topicMathematics and Computer Sciencede
dc.subject.gerHefede
dc.subject.gerGeneral Controlde
dc.subject.gerGCN4de
dc.subject.gerPseudohyphal Growthde
dc.subject.gerStickstoffmangelde
dc.subject.gerS. cerevisiaede
dc.subject.engyeastde
dc.subject.enggeneral controlde
dc.subject.engGCN4de
dc.subject.engpseudohyphal growthde
dc.subject.engnitrogen-starvation;S. cerevisiaede
dc.subject.bk42.13de
dc.identifier.urnurn:nbn:de:gbv:7-webdoc-1160-7de
dc.identifier.purlwebdoc-1160de
dc.affiliation.instituteBiologische Fakultät inkl. Psychologiede
dc.subject.gokfullWUK 000: Genetik der Mikroorganismen, Molekularbiologie der Mikrorganismen {Mikrobiologie}de
dc.identifier.ppn497736322de


Dateien

Thumbnail

Das Dokument erscheint in:

Zur Kurzanzeige