Aspekte der Translationskontrolle in der Drosophila-Spermatogenese: Charakterisierung regulatorischer Elemente

Abstract

Protein-RNA Wechselwirkungen sind entscheidend für die Expressionskontrolle auf Translationsebene. Ziel dieser Arbeit war es, im Modellsystem Drosophila-Spermatogenese solche Interaktionen zu charakterisieren und näher zu spezifizieren. Dies wird in verschiedenen Aspekten dargestellt. Das Gen don juan wird in männlichen Keimzellen exprimiert und die mRNA unterliegt der Translationsrepression bis zum Stadium der elongierten Spermatiden. Diese wird durch den 5' nicht-translatierten Bereich (UTR) vermittelt. In der vorliegenden Arbeit wurde gezeigt, daß ein 60 Nukleotide-Fragment aus dem 5' UTR mit Testes-Proteinen interagiert. Dabei werden in "Electrophoretic mobility shift assays" fünf Komplexe mit unterschiedlicher Stabilität ausgebildet. Die Ausbildung der Komplexe ist gewebespezifisch. Der eingegrenzte Bereich der mRNA bildet eine stabile Sekundärstrukur in Form eines stem-loops mit einem terminalen und zwei internen loops aus. In UV-Crosslinking-Experimenten bindet ein einzelnes 62 kDa Protein innerhalb der stem-loop Struktur. Eine hohe Sequenzähnlichkeit dieser Region besteht mit dem TCE ("translational control element") der Drosophila Mst(3)CGP-Genfamilie, welches Translationskontrolle während der Spermatogenese vermittelt. Diesem Bereich kommt jedoch keine Bedeutung bei der don juan-Regulation zu. Die Identifizierung möglicher Kandidaten RNA-bindender Proteine, welche an das TCE der Mst87F-mRNA binden, wird im zweiten Teil dargestellt. In einem "Northwestern-Screening"-Experiment wurde das Drosophila La-Protein isoliert. In dieser Arbeit wird gezeigt, daß die Expression des Drosophila La-Gens in späten prämeiotischen Stadien erfolgt. Ein La-Fusionsprotein aus einem Retikulocytenlysat kann an ein TCE enthaltenes in vitro-Transkript binden. Hemizygote Männchen der Drosophila melanogaster Linie ms(1)bbl-a enthalten keine Keimbahnzellen in den Hodenschläuchen und sind steril. Das BBL-A-Protein ist evolutiv hoch konserviert und gehört zu einer neuen Familie von KH-Domänen-Proteinen. RNAi-Experimente mit dem C. elegans Homolog werden hier vorgestellt. Diese zeigen, dass eine Verminderung der BBL-A Informtion zu einem starken postembryonalen Phänotyp führen. Neben einem Vulva-Defekt ist die Keimzellproliferation und - differenzierung massiv gestört. Die Gonadenarme enthalten fast keine Keimzellen. Die Tiere sind steril. Die Übereinstimmung der mutanten Phänotypen lassen auf eine funktionelle Homologie beider Proteine schließen.