Molekulare Analyse der differentiellen Funktionen von Linkerhiston Isoformen bei Caenorhabditis elegans.
Molecular analysis of differential functions of linker histones of Caenorhabditis elegans.
by Monika Jedrusik-Bode
Date of Examination:2001-06-26
Date of issue:2002-01-29
Advisor:Prof. Dr. Ekkehard Schulze
Referee:Prof. Dr. Ulrich Grossbach
Referee:Prof. Dr. Dr. Wolfgang Engel
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Format:PDF
Description:Dissertation
Abstract
English
Linker histones are non-essential for the life on single-celled eucaryotes. Linker histones, however, can be important components of specific developmental programs in multicellular animals and plants.I used dsRNA to analyse the complete linker histone gene family of Caenorhabditis elegans, which comprises eight genes (H1.1-H1.6, H1.X, and H1.Q). Specific and significant phenotypes were obtained for three of these genes: H1.1, H1.4 and H1.X.Histone H1.1 is essential for the chromatin silencing in the germ line of C. elegans. The depletion of histone H1.1 leads to lack of germ cell proliferation and differentiation in the hermaphrodite. The H1.1 phenotype is similar to the mes-3 mutants, which is ascribed to be caused by a loss of chromatin silencing.RNA interference with H1.4 expression in him-8 created adult males with spike tails. These males were not attracted to hermaphrodites and did not mate. H1.4 dsRNA resulted also in variable numbers of SPD neurones in the male tail structures. I conclude that H1.4 is needed for the completion of male tail morphogenesis.H1.X linker histone is a single unusual protein, which is a nuclear as well as a cytoplasmic protein. H1.X is associated with the tonofilaments of the nine marginal cells of the pharynx and is also expressed in body and vulva muscles. H1.X dsRNA created uncoordinated animals with an elongated pharynx muscle, which were occasionally egg laying defective.In this work I analysed the whole linker histone complement of C. elegans by telomeric position effect variegation in S. cerevisiae. Only one histone H1.1 was able to enhance the telomeric position effect. Another linker histones did not influence the expression of the URA3 gene.The linker histones are very specifically involved in various aspects of the development of the multicellular organism of C. elegans.
Keywords: Caenorhabditis elegans; H1; dsRNA; chromatin silencing; germ line; mes; tonofilaments; telomeric position effect variegation
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Zahlreiche Untersuchungen der biologischen Funktion des Linkerhistons H1 haben bis jetzt keine klare Antwort auf die Bedeutung des H1 gegeben.In dieser Arbeit wurden alle acht H1-Gene und sieben H1 Proteine von Caenorhabditis elegans vergleichend beschrieben. Die Analysen der Funktionen mehrerer einzelner H1-Isoformen wurden vor allem mit der dsRNA-Interferenz durchgeführt. Nur bei drei H1-Isoformen (H1.1, H1.4, H1.X) wurde spezifischer Phänotyp beobachtet.Es wurde herausgefunden, dass H1.1 am Chromatin-kontrollierten silencing von Genen in der Keimbahn beteiligt ist. Der cytologische H1.1 Phänotyp hat die größte Ähnlichkeit zur mes-3 Mutante gezeigt und war nur bei den Hermaphroditen zu beobachten.H1.4 ist für die Entwicklung der Strukturen des männlichen Sexualdimorphismus mit erforderlich und wird auch für die Organogenese benötigt.Die Histon H1.X-Isoform wurde als überwiegend cytoplasmatisches Protein identifiziert, das mit den Tonofilamenten der Marginalzellen co-lokalisiert ist. H1.X ist nicht mit den kondensierten Chromosomen im Gegensatz zum Histon H1.1 und H1.4 verbunden.Linkerhiston-Isoformen von C. elegans, deren Funktion oben beschrieben wurde, wurden auch in dem Telomer-Positionseffekt-Variegation-System der Hefen getestet. Es wurde herausgefunden, dass sie in diesem System funktionieren. Daraus kann man schließen, dass bestimmte molekulare Mechanismen zwischen den Hefen und C. elegans übereinstimmen.Im Rahmen dieser Arbeit wurde erstmalig die vielfältige Rolle des Linkerhistons bei dem mehrzelligen Organismus C. elegans beschrieben.
Schlagwörter: Caenorhabditis elegans; H1; dsRNA; Chromatin; Chromosom; Keimbahn; mes; Tonofilament; Telomer-Positionseffekt-Variegation-System