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Funtional Analysis of the Murine Genes, MOCS1 and Sox15

Analysis of the Murine Genes, MOCS1 and Sox15

dc.contributor.advisorEngel, Wolfgang Prof. Dr. Dr.de
dc.contributor.authorLee, Heon-Jinde
dc.date.accessioned2012-04-16T14:56:04Zde
dc.date.available2013-01-30T23:50:39Zde
dc.date.issued2003-08-06de
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-AE75-Bde
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.53846/goediss-575
dc.description.abstractIn dieser Arbeit wurden die Funktionen der Mausgene, MOCS1 und Sox15, untersucht. Molybdän Cofaktor-Defizienz ist eine seltene und schwere autosomal-rezessive Krankheit beim Menschen, für die keine Therapie bekannt ist. Das Fehlen von aktiver Sulfitoxidase, die ein Molybdän Cofaktor-abhängiges Enzym ist, führt zu frühkindlichen Krämpfen und zu einem frühen Tod der Kinder. Viele Patienten tragen Mutationen im MOCS1-Gen. Dessen Maushomolog wurde mittels homologer Rekombination mit einem Zielvektor ausgeschaltet. Heterozygote Tiere zeigen, wie im Menschen, keine Symptome, wohingegen homozygote Mäuse zwischen den Tagen 1 bis 11 nach der Geburt sterben.Biochemische Analysen dieser Tiere zeigen, dass Molybdopterin und der aktive Cofaktor nicht nachweisbar sind. Außerdem weisen sie keine Sulfitoxidase- und Xanthindehydrogenaseaktivität auf. Des Weiteren lassen sich keine Abnormalitäten in den Organen beobachten. Die synaptische Lokalisation von inhibitorischen Rezeptoren, welche bei Molybdän Cofaktor-defizienten Mäusen mit einer Gephyrinmutation zu finden sind, erscheint normal. MOCS1-/- -Mäuse können als angemessenes Tiermodel für biochemische und/oder gentherapeutische Ansätze fungieren. Obwohl die allgemeine Expression des MOCS1-Gens in der Maus sehr gering ist, nimmt die Expression von MOCS1 pränatal in der Leber zu. Neben diesem konnte eine geringe Aktivität von MoCo in der Amnionflüssigkeit von MOCS1-/- -Embryonen gefunden werden. Unsere Untersuchungen in der Leber und in der Amnionflüssigkeit von MOCS1-/- -Embryonen zeigen, dass MOCS1-/- -Embryonen in der Lage sind verschiedene Substanzen, die essenziell für die MoCo-Aktivität oder für die Beseitigung von toxischen Substanzen sind, von ihrer gesunden Mutter zu bekommen.Sox-Gene kodieren für eine an der Transkriptions-Regulation beteiligte Proteingruppe mit HMG-Domäne. Die Sox-Gene werden in verschiedenen Phasen der Embryonalentwicklung und der Zelldifferenzierung exprimiert und sind dabei an der Spezifizierung der Zellen beteiligt. Sox15 wird spezifisch in proliferierenden Myoblasten und ES-Zellen exprimiert. Zur Aufklärung der Funktion von Sox15 und dessen Rolle in der Muskelentwicklung wurde eine primäre Myoblastenkultur von Sox15 -/- Mäusen etabliert. Diese primären Sox15-/- Zellen weisen eine abgeflachte Morphologie auf und sind damit eindeutig unterscheidbar von der kompakten Morphologie der Wildtyp-Myoblasten. Unter Bedingungen in denen im Normalfall die Differenzierung von myogenischen Zellen im Wildtyp induziert wird, zeigen Sox15-/- Zellen eine deutliche Verringerung des Differenzierungspotentials in multinuklearen Myozyten. Northern blot Analysen liefern Hinweise auf eine Herunterregulierung der MyoD-Expression (myogenetic regulatory factor), während Myf5 hochreguliert wird. Hinweise auf die Fähigkeit von Sox15 Proteinen zur Bindung einer auf der distalen Regulationsregion von MyoD lokalisierten DNA binding site ergeben sich durch elektrophoretische mobility shift assays.Ähnlich wie ein MyoD -/- Muskel zeigt auch ein Sox15-/- Muskel nach Verletzung eine Defizienz der regenerativen Fähigkeit. Mäuse ohne Sox15 und Dystrophin entfalten eine extensive Veränderung des Skelettmuskels. Aufgrund dessen vermuten wir eine Schlüsselfunktion von Sox15 in der Muskelentwicklung durch Regulation von MyoD während des myogenischen Programms.de
dc.format.mimetypeapplication/pdfde
dc.language.isoengde
dc.rights.urihttp://webdoc.sub.gwdg.de/diss/copyrdiss.htmde
dc.titleFuntional Analysis of the Murine Genes, MOCS1 and Sox15de
dc.title.alternativeAnalysis of the Murine Genes, MOCS1 and Sox15de
dc.typedoctoralThesisde
dc.title.translatedFunktionelle Analyse der Mousgene MOCS1 und Sox15de
dc.contributor.refereeEngel, Wolfgang Prof. Dr.de
dc.date.examination2003-07-02de
dc.subject.dnb570 Biowissenschaften, Biologiede
dc.description.abstractengIn this work, function of the murine genes, MOCS1 and Sox15 were investigated. Human molybdenum cofactor deficiency is a rare and devastating autosomal-recessive disease for which no therapy is known. The absence of active sulfite oxidase, a molybdenum cofactor-dependent enzyme, results in neonatal seizures and early childhood death. Most patients harbor mutations in the MOCS1 gene, whose murine homolog was disrupted by homologous recombination with a targeting vector. As in humans, heterozygous mice display no symptoms, but homozygous animals die between days 1 and 11 after birth. Biochemical analysis of these animals shows that molybdopterin and active cofactor are undetectable. They do not possess any sulfite oxidase or xanthine dehydrogenase activity. No organ abnormalities were observed and the synaptic localization of inhibitory receptors, which was found to be disturbed in molybdenum cofactor deficient-mice with Gephyrin mutation, appears normal. MOCS1-/- mice could be suitable animal model for biochemical and/or genetic therapy approaches.Although the overall expression of the murine MOCS1 gene is very low, prenatal MOCS1 expression of the liver goes up during development. In addition, low activity of MoCo was found in amniotic fluid of MOCS1-/- embryos. Our investigations in liver and amniotic fluids of MOCS1-/- embryos show that MOCS1-/- embryos are able to uptake certain substances from their healthy mother which are essential for MoCo activity or the clearance for the toxic substances neutralization.Sox genes encode a group of proteins that carry a DNA binding HMG domain implicated in transcriptional regulation. Sox genes are expressed in various phases of embryonic development and cell differentiation in a manner linked to cell specification. The Sox15 gene is specifically expressed in proliferating myoblasts and ES cells. To elucidate the function of the Sox15 gene and its role in muscle development, primary myoblast cultures from the Sox15-/- mice were established. Primary Sox15-/- myogenic cells exhibited a flattened morphology which is distinct from the compact morphology of wild-type myoblasts. Under conditions that normally induce differentiation of myogenic cells, Sox15-/- cells exhibited strong reduction of differentiation potential to multinuclear myocytes as compared to wild-type cells. Northern blot analysis indicated that the expression of the myogenic regulatory factor MyoD is down-regulated in Sox15-/- myoblasts, while Myf5 is up-regulated.Electrophoretic mobility shift assays indicated that Sox15 protein was capable of binding to a DNA binding site for Sox proteins which is located on the distal regulatory region of MyoD. Following injury, Sox15-/- muscle was severely deficient in regenerative ability, which is similar to MyoD-/- muscle. Mice lacking both Sox15 and dystrophin displayed more extensive dystrophic change in skeletal muscle. Therefore we propose that the Sox15 has a key role for muscle development through the myogenic program by regulation of MyoD.de
dc.contributor.coRefereeHoyer-Fender, Sigrid PD Dr.de
dc.title.alternativeTranslatedAnalyse der Mausgene MOCS1 und Sox15de
dc.subject.topicMathematics and Computer Sciencede
dc.subject.gerKnockoutde
dc.subject.gerMolybdenumde
dc.subject.gergenfunktionde
dc.subject.gerMuskelentwicklungde
dc.subject.gerSox Familiede
dc.subject.engKnockoutde
dc.subject.engMolybdenumde
dc.subject.engFunction of genede
dc.subject.engmuscle developmentde
dc.subject.engSox familyde
dc.subject.bk42.23de
dc.subject.bk44.48de
dc.identifier.urnurn:nbn:de:gbv:7-webdoc-487-0de
dc.identifier.purlwebdoc-487de
dc.affiliation.instituteBiologische Fakultät inkl. Psychologiede
dc.subject.gokfullWK 000: Entwicklungsbiologiede
dc.subject.gokfullWJ 000: Genetik {Biologie}de
dc.identifier.ppn374640971de


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