Studies towards understanding the regulation and function of <i>bällchen</i> in different stem cell systems of <i>Drosophila melanogaster</i>

Abstract

Das Drosophila melanogaster Protein Bällchen (BALL) ist eine konservierte Serin/Threonin Kinase, und es wurde vorgeschlagen, dass BALL zur Funktionalität von Stammzellen beiträgt. In dieser Arbeit stelle ich das Expressionsmuster der ball Transkripte und das Verteilungsmuster des BALL Proteins vor. Die Ergebnisse zeigen, dass ball Transkripte in den Stammzellen des Zentralen Nervensystem (ZNS), den so genannten Neuroblasten (Nbs), und in Keimbahnstammzellen (GSCs) angereichert sind. Das BALL Protein ist jedoch nicht nur in den Stammzellen selbst, sondern auch in den von ihnen gebildeten, differenzierenden Zellen zu finden. Ich habe diejenige cis-regulatorische Region des ball Gens identifiziert, die sowohl notwendig als auch hinreichend für eine ball-artige Expression eines Reporter-Gens im ZNS ist. Die entsprechende DNA-Sequenz habe ich verwendet um aus stadienspezifischen embryonalen Kernextrakten diejenigen Proteine zu isolieren, die an diese DNA-Sequenz in vitro binden. Durch den Einsatz von Massen-Spektrometrie und strikten in silico Selektions-Kriterien, wurden insgesamt 296 Faktoren einem möglichen Proteom von ball trans-Regulatoren zugeordnet. Außerdem habe ich die Funktion von BALL in zwei Stammzell-Populationen untersucht, indem ich gefragt habe ob und für welche Prozesse BALL in larvalen Nbs und in männlichen GSCs benögt wird. In männlichen GSCs führt der Verlust von BALL Aktivität dazu, dass GSCs die Stammzell-Nische verlassen und differenzieren. In larvalen Nbs führt der Verlust von BALL Aktivität dazu, dass diese das funktionell bedeutende Marker-Protein Miranda nicht mehr exprimieren und weniger differenzierende Nachkommen-Zellen bilden. Diese Ergebnisse zeigen, dass ball in beiden hier untersuchten Stammzell-System essentiell für den Erhalt des Stammzell-Charakters ist.