Functional Analysis of Mars (CG17064) in Drosophila Development
by Gang Zhang
Date of Examination:2010-01-25
Date of issue:2010-03-31
Advisor:Prof. Dr. Andreas Wodarz
Referee:Prof. Dr. Andreas Wodarz
Referee:Prof. Dr. Ernst A. Wimmer
Referee:Prof. Dr. Jörg Großhans
Persistent Address:
http://dx.doi.org/10.53846/goediss-350
Files in this item
Name:zhang_g.pdf
Size:13.8Mb
Format:PDF
Description:Dissertation
The following license files are associated with this item:
Abstract
English
The formation of the mitotic spindle is controlled by the microtubule organizing activity of the centrosomes and by the effects of chromatin-associated Ran-GTP on the activities of spindle assembly factors. In this study we show that Mars, a Drosophila protein with sequence similarity to vertebrate hepatoma upregulated protein (HURP), is required for the maintenance of integrity of mitotic spindles. More than 90% of embryos derived from mars mutant females do not develop properly due to severe mitotic defects during the rapid nuclear divisions in early embryogenesis. Centrosomes frequently detach from spindles and from the nuclear envelope and nucleate astral microtubules in ectopic positions. The mitotic spindles with detached centrosomes collapse into rosette-like monopolar spindle. Consistent with its function in spindle organization, Mars localizes to nuclei at interphase and associates with the mitotic spindle at metaphase, in particular with the kinetochore fibers during anaphase. The analysis of truncated Mars protein indicates the N-terminal region especially the first 210 amino acids are necessary for the spindle localization. C-terminal region of Mars may be required for the exclusion of the protein from the central spindles during anaphase and telophase. We also found Mars protein is hyper-phosphorylated during cell cycle. The phosphorylation may play important roles in the translocation and function of Mars protein. We propose that Mars is important for proper spindle organization and linking the centrosomes to the spindle during the rapid mitotic cycles in early embryogenesis.
Keywords: Drosophila embryo; mitotic spindle; Mars
Other Languages
Die Bildung der mitotischen Spindel wird über das Mikrotubuli organisierende Zentrum (mtoc = microtubule organizing center) der Centrosomen, sowie über Effekte der chromatin-assoziierten Ran-GTP Aktivität gesteuert. In dieser Arbeit konnten wir zeigen das Mars, ein Drosophila Protein mit Sequenzähnlichkeit zu dem Vertebraten HURP (= hepatoma upregulated protein), für die Aufrechterhaltung und Integrität der mitotischen Spindeln benötigt wird. Über 90 Prozent der Embryonen, welche von weiblichen Mars Mutanten abstammen, entwickeln sich aufgrund von schwerwiegenden mitotischen Defekten während der schnellen Kernteilungen in der frühen Embryogenese nicht richtig. Die Centrosomen trennen sich häufig von den Spindeln und formen sternenförmige Mikrotubuli in ektopischen Positionen. Die mitotischen Spindeln, welchen die Centrosomen fehlen, entwickeln sich zu rosetten-förmigen monopolaren Spindeln. Übereinstimmend zu der Funktion in der Spindelorganisation konnten wir zeigen, dass Mars am Nukleus während der Interphase lokalisiert und mit der mitotischen Spindel in der Metaphase assoziiert ist, sowie mit den kinetochoren Fasern während der Anaphase. Eine Analyse von verkürztem Mars Protein deutet daraufhin, dass die N-terminalen 210 Aminosäuren für die Spindellokalisierung essentiell sind. Die C-terminale Region des Proteins ist wahrscheinlich für den Ausschluss von der zentralen Spindel während der Ana- und Telophase nötig. Weiterhin konnten wir zeigen, dass Mars während des Zellzyklus hyperphosphoryliert wird. Dies spielt möglicherweise eine wichtige Rolle in der Translokalisierung und Funktion des Mars Proteins. Wir vermuten, dass Mars essentiell für die Spindelorganisation und Verknüpfung der Centrosomen mit der Spindel während der schnellen mitotischen Kernteilungen in der frühen Embryogenese ist.
Schlagwörter: Drosophila Embryonen; mitotischen Spindeln; Mars