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Identification and Analysis of Gene Product Modifiers of α-Synuclein Toxicity in the Fruit Fly (D. Melanogaster).

dc.contributor.advisorSchulz, Jörg B. Prof. Dr.de
dc.contributor.authorButler, Erinde
dc.date.accessioned2010-09-22T06:54:18Zde
dc.date.accessioned2013-01-18T14:23:18Zde
dc.date.available2013-01-30T23:50:18Zde
dc.date.issued2010-09-22de
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-B51C-Dde
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.53846/goediss-3186
dc.description.abstractMorbus Parkinson (PD) ist eine progressive neurodegenerative Erkrankung, durch den Verlust von dopaminergen Neuronen in der Substantia Nigra pars compacta gekennzeichnet. Verschiedene Mutationen im a-Synuclein (SNCA, PARK1 / 4) resultat in autosomal-dominant vererbt PD. Überexpression oder Mutation von a-Synuclein ist mit Protein-Aggregation und die Ergebnisse in einer Reihe Störung der Zell-Systemen, einschließlich des Ubiquitin-Proteasom-System und Mitochondrien assoziiert. Zur Identifizierung neuer genetischer Modifikatoren von α-Synuclein Neurotoxizität, Fruchtfliegen (Drosophila melanogaster) expression menschlichen a-Synuclein mit den familiären PD Mutation [A53T] in dopaminergen Neuronen, in Kombination mit einem spezifischen chromosomalen Deletion, wurden für das Altern-abhängige Verlust von geschirmten Gehirn Dopamin (DA) mit Hochleistungs-Flüssigchromatographie (HPLC). Sub-Screening für Mängel innerhalb einzelner Gene mit Hilfe von P-Element Gendisruption und RNA-Interferenz Flugleinen gezeigt, dass verminderte Expression des mitochondrialen Chaperon-Protein, Tumor-Nekrose-Faktor-Rezeptor-assoziierten Protein-1 (TRAP1), a-Synuclein [A53T] Neurotoxizität erhöht. Fliegen zeigten eine erhöhte Verlust von Gehirn DA, dopaminergen Neuronen und Steigfähigkeit mit der Zeit. Darüber hinaus Empfindlichkeit gegenüber oxidativem Stress Behandlung (Paraquat oder Wasserstoffperoxid) wurde verbessert. Überexpression von human TRAP1 gerettet diese Phänotypen. Ebenso gleichzeitige Überexpression von Menschliche TRAP1 und a-Synuclein [A53T] Ratte in primären kortikalen Neuronen gerettet a-Synuclein-Empfindlichkeit auf die Behandlung induzierten Rotenon. In humanen embryonalen Nierenzellen-293 (HEK293-Zellen), small interfering RNA gegen TRAP1 verstärkte a-Synuclein [A53T]-induzierten Empfindlichkeit gegenüber Wasserstoffperoxid oder Rotenon. TRAP1 Überexpression vorgesehen retten. a-Synuclein [A53T] war es, die Mitochondrien mit der Zell-Fraktionierung sowie die Co-Lokalisation von fluoreszierenden Signale lokalisi ert. a-Synuclein [A53T] kann direkt mit der mitochondrialen Funktion zu stören, da festgestellt wurde, zu hemmen Komplex I-Aktivität und in Kombination mit siTRAP1 sank Mitochondrienmembranpotential. Diese Effekte konnten durch die Überexpression TRAP1 gesperrt werden. Eine direkte Protein-Protein-Interaktion zwischen TRAP1 und a-Synuclein [A53T] gefunden wurde mittels Immunpräzipitation. Darüber hinaus wurden die Daten aus dem primären Bildschirm-Mangel Kreuz mit Kandidatengen Daten aus einem zuvor veröffentlichten Drosophila mitochondrialen Modifier Bildschirm verwiesen. Siebzehn weitere Kandidatengene Änderung a-Synuclein [A53T] Toxizität in-the-fly, einschließlich Tiny Tim 50 und p70 S6K, wurden identifiziert. Diese Ergebnisse zeigen, dass a-Synuclein [A53T] Toxizität wichtig ist, dass der mitochondrialen Funktion verbunden und Rettung von Toxizität in Fliege, Ratte primären Neuronen und humanen Zelllinie lässt sich durch die Überexpression der mitochondrialen Chaperon TRAP1 werden.de
dc.format.mimetypeapplication/pdfde
dc.language.isoengde
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/de
dc.titleIdentification and Analysis of Gene Product Modifiers of α-Synuclein Toxicity in the Fruit Fly (D. Melanogaster).de
dc.typedoctoralThesisde
dc.title.translatedIdentifizierung und Analyse von Genprodukt Modifikatoren der α-Synuclein Toxizität in der Fruchtfliege (D. melanogaster)de
dc.contributor.refereeSimons, Mikael Prof. Dr.de
dc.date.examination2010-09-08de
dc.subject.dnb500 Naturwissenschaftende
dc.description.abstractengParkinson s disease (PD) is a progressive neurodegenerative disorder, pathologically characterized by loss of dopaminergic neurons in the substantia nigra pars compacta. Various mutations in a-Synuclein (SNCA, PARK1/4) result in autosomal dominant, inherited PD. Overexpression or mutation of a-Synuclein is associated with protein aggregation and results in disturbance to a number of cell systems, including the ubiquitin-proteasome system and mitochondria. To identify new genetic modifiers of α-Synuclein neurotoxicity, fruit flies (Drosophila melanogaster) expressing human a-Synuclein with the familial PD mutation [A53T] in dopaminergic neurons, in combination with a specific chromosomal deletion, were screened for aging-dependent loss of brain dopamine (DA) using high performance liquid chromatography. Sub-screening within deficiencies for individual genes using P-element gene disruption and RNA interference fly lines revealed that decreased expression of the mitochondrial chaperone protein, tumor necrosis factor receptor associated protein-1 (TRAP1), enhanced a-Synuclein[A53T] neurotoxicity. Flies showed an enhanced loss of brain DA, dopaminergic neurons and climbing ability with time. In addition, sensitivity to oxidative stress treatment (paraquat or hydrogen peroxide) was enhanced. Overexpression of human TRAP1 rescued these phenotypes. Similarly, coincident overexpression of both human TRAP1 and a-Synuclein[A53T] in rat primary cortical neurons rescued a-Synuclein-induced sensitivity to rotenone treatment. In human embryonic kidney- 293 (HEK293) cells, small interfering RNA directed against TRAP1 enhanced a-Synuclein[A53T] induced sensitivity to hydrogen peroxide or rotenone. TRAP1 overexpression provided rescue. a-Synuclein[A53T] was localized to the mitochondria using cell fractionation and co-localization of fluorescent signals. a-Synuclein[A53T] can directly interfere with mitochondrial function, as it was found to inhibit Complex I activity and when in combination with siTRAP1, decreased mitochon drial membrane potential. These effects could be blocked by TRAP1 overexpression. A direct protein-protein interaction between TRAP1 and a-Synuclein[A53T] was found using immunoprecipitation. In addition, data from the primary deficiency screen was cross referenced with candidate gene data from a previously published Drosophila mitochondrial modifier screen. Seventeen additional candidate genes modifying a-Synuclein[A53T] toxicity in the fly, including Tiny Tim 50, bellweather and p70 S6k, were identified. These results show that a-Synuclein[A53T] toxicity is intimately connected to that of mitochondrial function and that rescue from toxicity in fly, rat primary neurons and human cell line can be achieved using overexpression of the mitochondrial chaperone TRAP1.de
dc.contributor.coRefereeHeinrich, Ralf Prof. Dr.de
dc.contributor.thirdRefereeGriesinger, Christian Prof. Dr.de
dc.subject.topicMolecular Biology & Neurosciences Programde
dc.subject.gerparkinsonsde
dc.subject.geralpha- synucleinde
dc.subject.germitochondrionde
dc.subject.gerfruchtfleigende
dc.subject.gerdrosophilade
dc.subject.engparkinsonde
dc.subject.bk30.00de
dc.subject.bk44.48de
dc.subject.bk44.90de
dc.identifier.urnurn:nbn:de:gbv:7-webdoc-2616-6de
dc.identifier.purlwebdoc-2616de
dc.affiliation.instituteGöttinger Graduiertenschule für Neurowissenschaften und molekulare Biowissenschaften (GGNB)de
dc.subject.gokfullmed 312de
dc.identifier.ppn737897090de


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