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Genetic and functional characterisation of killer cell immunoglobulin like receptors (KIR) of rhesus macaques (Macaca mulatta)

dc.contributor.advisorWalter, Lutz Prof. Dr.de
dc.contributor.authorKruse, Philip Hermannde
dc.date.accessioned2012-04-16T14:54:29Zde
dc.date.available2013-01-30T23:50:37Zde
dc.date.issued2011-02-24de
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-ADED-9de
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.53846/goediss-431
dc.description.abstractDiese Doktorarbeit beschreibt die Charakterisierung der genetischen Diversität der killer cell immunoglobulin like Rezeptoren (KIR) und die Interaktion zwischen KIR und MHC-Klasse-I Molekülen im Rhesusaffen (Macaca mulatta). In Menschen wurde gezeigt, dass KIR Haplotypen Auswirkungen auf die Resistenz gegen unterschiedliche Krankheiten haben. Der Rhesusaffe ist ein häufig verwendetes Tiermodel für verschiedene Krankheiten, wie z.B. AIDS. Die Diversität der KIR Gene wurde in anderen Studien bereits untersucht; jedoch wurde bis jetzt noch keine Genotypisierung für den Rhesusaffen beschrieben weshalb Informationen über KIR Genotypen und Haplotypen fast komplett fehlen. Desweiteren fehlen Informationen über die Interaktion zwischen KIR und MHC-Klasse-I Molekülen. Ein Ziel dieser Studie war es, ein KIR Genotypisierungsassay für den Rhesusaffen zu etablieren und KIR Genotypen und Haplotypen zu bestimmen. Dabei wurden acht neue KIR cDNA Sequenzen aus einer NK Zell cDNA Bank isoliert. Alle Sequenzen kodieren KIR3D Moleküle, was die hohe Diversität der Lineages II KIR Gene im Rhesusaffen bestätigt. Für diese Sequenzen und die bereits in öffentlichen Datenbanken veröffentlichten Sequenzen wurde ein KIR Genotypisierungsassay mit 31 Primerpaaren etabliert. Hiermit konnten 25 KIR Genotypen in vier Familien mit einer gesamt Zahl von 70 Tieren identifiziert werden. Mit Hilfe von Segregationsstudien in diesen Familien konnten 21 Haplotypen bestimmt werden. Die Haplotypen variieren in ihrer Anzahl an Genen zwischen 5 und 11 KIR Genen pro Haplotyp. Diese Ergebnisse zeigen ein vergleichbares Level der Diversität und Komplexität der KIR Haplotypen im Menschen und Rhesusaffen. Das zweite Ziel dieser Doktorarbeit war die Identifizierung von spezifischen Interaktionen zwischen KIR und MHC-Klasse-I Moleküle und die Bestimmung von Interaktionsstellen dieser Moleküle. Hierfür wurden KIR-Fc Fusionsproteine mit unterschiedlichen Mamu-A und -B transfizierten Zellen untersucht. Starke spezifische Interaktionen konnten zwischen zwei KIR Molekülen jeweils mit zwei Mamu-A Molekülen identifiziert werden, wohingegen keine spezifische Interaktion mit Mamu-B Molekülen gefunden werden konnte. Die Bestimmung der Interaktionsstellen wurde mit den beiden KIR Molekülen (KIR3DLW03 und KIR3DL05) durchgeführt, die eine spezifische Interaktion gezeigt haben. Hierbei wurde ein unterschiedliches Bindungsmuster der beiden Moleküle fest gestellt. Die Bindungsspezifität von KIR3DL05 zeigt Ähnlichkeiten zu der Bindungsspezifität bei Menschen wobei hauptsächlich die α1 Domäne des Mamu-A Moleküls bindet, insbesondere aber das Bw-Epitop. Im Kontrast dazu bindet das KIR3DL05 Molekül die α1 und α2 Domäne des Mamu-A Moleküls. Desweiteren sind unterschiedliche Aminosäuren auf Seite der KIR Moleküle an der Bindung dieser Moleküle mit den Mamu-A Molekülen beteiligt. Die Erkenntnisse der etablierten KIR Genotypisierung und die entdeckten Interaktionen zwischen KIR und Mamu-A Molekülen werden die Aussagekraft zukünftiger Untersuchungen mit dem Rhesusaffen als Tiermodel verbessern und werden die benötigte Anzahl an Tieren für Krankheitsstudien reduzierende
dc.format.mimetypeapplication/pdfde
dc.language.isoengde
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/de
dc.titleGenetic and functional characterisation of killer cell immunoglobulin like receptors (KIR) of rhesus macaques (Macaca mulatta)de
dc.typedoctoralThesisde
dc.title.translatedGenetische und funktionelle Charakterisierung der killer cell immunoglobulin like Rezeptoren (KIR) des Rhesusaffen (Macaca mulatta)de
dc.contributor.refereeWalter, Lutz Prof. Dr.de
dc.date.examination2010-04-06de
dc.subject.dnb570 Biowissenschaften, Biologiede
dc.description.abstractengThis PhD thesis reports the characterisation of the genetic diversity of killer cell immunoglobulin like receptors (KIR) as well as interactions between KIR and MHC class I molecules in the rhesus macaque (Macaca mulatta). In humans, it has been that KIR haplotypes have an influence on the resistance against various diseases. The rhesus macaque is a well established non-human primate model for several diseases such as AIDS. The diversity of KIR genes has been analysed in previous studies; yet, a genotyping tool for rhesus macaque KIR genes has not been described so far and detailed information of distinct KIR genotypes and haplotypes was previously unavailable. Furthermore, specific interactions between KIR and MHC class I molecules have not been characterised so far. One aim of this study was to establish a KIR genotyping assay for the rhesus macaque and to determine distinct KIR genotypes and haplotypes. Eight new KIR cDNA sequences were isolated from a NK cell cDNA library. All these sequences code for KIR3D molecules, confirming the high diversity of lineages II KIR genes in rhesus macaques. Using these sequences and those available in public database, a set of 31 primers for KIR genotyping was established. 25 KIR genotypes could be identified in four families containing a total number of 70 animals. With segregation analyses in four rhesus macaque families, 21 haplotypes could be determined. The haplotypes varied in gene number between 5 and 11 KIR genes. The results show a comparable level of diversity and complexity between human and rhesus macaque KIR haplotypes. The second aim of this study was to identify specific interactions between KIR and MHC class I molecules and to define the interaction sites between these molecules. KIR Fc fusion proteins were used with different Mamu-A and -B transfectants and strong specific interactions were identified for two KIR molecules each of them with two Mamu-A molecules. No significant interaction was found with Mamu-B molecules. Fine mapping of the interaction sites was carried out for interacting KIRs (KIR3DLW03 and KIR3DL05) and revealed different binding patterns for these two KIR molecules. While the binding specificity of KIR3DL05 molecule shows similarities to the binding specificity in humans and was mainly determined by the α1 domain of the Mamu-A molecule, especially by the Bw epitope, the binding specificity of KIR3DL05 was influenced by the α1 and α2 domain of the Mamu-A molecule. The interaction pattern differs also in the amino acids of the KIR molecules that are involved in the interaction with the Mamu-A molecules. The knowledge of the established KIR genotyping and the newly discovered interactions between KIR and Mamu-A molecules will improve the power of the rhesus macaque as animal model and will reduce the number of animals needed for disease studies.de
dc.contributor.coRefereeWienands, Jürgen Prof. Dr.de
dc.contributor.thirdRefereeEngel, Wolfgang Prof. Dr.de
dc.subject.topicBiology (incl. Psychology)de
dc.subject.gerKiller cell immunoglobulin like Rezeptoren (KIR)de
dc.subject.gerRhesusaffe (Macaca mulatta)de
dc.subject.gerNK Zellede
dc.subject.engkiller cell immunoglobulin like receptors (KIR)de
dc.subject.engrhesus macaque (Macaca mulatta)de
dc.subject.engNK cellde
dc.subject.bk44.45de
dc.subject.bk42.30de
dc.identifier.urnurn:nbn:de:gbv:7-webdoc-2844-2de
dc.identifier.purlwebdoc-2844de
dc.affiliation.instituteBiologische Fakultät inkl. Psychologiede
dc.subject.gokfullMED 340: Immunologie / Allergologie / Umweltmedizin / Medizinische Ökologie - Allgemein- und Gesamtdarstellungende
dc.subject.gokfullWFde
dc.identifier.ppn663756480de


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