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Functional Analysis of the Dynein Light Chain Genes, Dnali1 and Tcte3

dc.contributor.advisorNeesen, Jürgen PD Dr.de
dc.contributor.authorRashid, Sajidde
dc.date.accessioned2006-02-01T06:55:15Zde
dc.date.accessioned2013-01-18T14:25:24Zde
dc.date.available2013-01-30T23:51:15Zde
dc.date.issued2006-02-01de
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-B5E5-9de
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.53846/goediss-3236
dc.description.abstractIn der vorliegenden Arbeit wurde die Funktion von zwei murinen Genen Dnali1 und Tcte3 untersucht. Das Dnali1 Gen gehört zur Familie der Dyneine und kodiert für eine leichte Kette der inneren Dynein-Arme. In immunhistologische Untersuchungen kann Dnali1 entlang der gesamten Spermatozoenflagelle bzw. entlang der trachealen Zilie nachgewiesen werden. Zudem konnte Dnali1 in Zilien epithelialer Zellen in den Gehirnventrikel detektiert werden. Insgesamt deuten diese Befunde darauf hin, dass Dnali1 ein integraler Bestandteil des Axonems ist. Allerdings belegen Analysen des murinen und humanen Dnali1 Gens eine Expression in Geweben, denen ziliäre Strukturen fehlen, was auf eine mögliche Rolle von Dnali1 auch als Bestandteil bestimmter cytoplasmatischer Dyneinkomplexe hinweist. Entsprechende Experimente zur Lokalisation von Dnali1 und Dnchc1 in murinen Neuroblastoma- und embryonalen Zellen unterstützen diese Vermutung. Weitergehende Yeast-Two-Hybrid und Immunprezipitations-Experimente konnten tatsächlich eine Interaktion zwischen Dnali1 und dem C-terminalen Bereich der schweren cytoplasmatischen Dyneinkette belegen. Um nun die Funktion von Dnali1 in vivo zu untersuchen wurde das Gen mit Hilfe der homologen Rekombination in der Maus inaktiviert. Dnali1 heterozygot-defiziente Tiere sind fertil und zeigen keine phänotypischen Auffälligkeiten. Allerdings konnten aus Paarungen heterozygoter Tiere keine Dnali1-defizienten Nachkommen erzeugt werde. Weitere Untersuchungen zeigten, dass Dnali1-defiziente Embryonen bereits kurz nach der Implantation absterben. Die Ursache für diese embryonale Letalität wurde mittels in vitro Kultivierung der Embryonen untersucht. Hierbei zeigte sich, dass zwar eine Differenzierung der trophoectodermalen Zellen des Embryos erfolgte, dass aber eine Differenzierung der Embryoblastzellen unterblieb. Hierfür ist von Bedeutung, dass Dnali1 wahrscheinlich mit dem Golgi-Apparat in einer Mikrotubuli-unabhängigen Weise interagiert. Dnali1 könnte für die Organisation und korrekte Funktion des Golgi-Apparates in der frühen Embryonalentwicklung benötigt werden, wahrscheinlich als Komponente des cytoplasmatischen Komplexes.Das Tcte3 Gen kodiert für eine axonemale leichte Kette der äußeren Dyneinarme, allerdings ist Tcte3 auch Bestandteil bestimmter cytoplasmatischer Dyneinkomplexe. Um die Funktion des Gens zu untersuchen und seine Bedeutung für die Spermatogenese zu klären, sollte das Gen mit Hilfe der homologen Rekombination in der Maus inaktiviert werden. Es konnten heterzygote Tiere gewonnen werden. Allerdings gelang es mit Hilfe der PCR-Technik nicht Tiere zu identifizieren, die defizient für Tcte3 waren. Weitergehende Untersuchungen belegten, dass es mehr als eine Kopie des Tcte3 Gens im Genom der Maus gibt. Unklar blieb, inwieweit die zusätzlichen Kopien tatsächlich aktiv sind, oder ob es sich hierbei um Pseudogene handelt. Zur weiteren Klärung wurden quantitative PCR-Analysen durchgeführt. Hierdurch konnten Männchen identifiziert werden, die homozygot für das rekombinante Allel waren. In diesen Tieren war die Expression von Tcte3 im Testis auf RNA und Protein Ebene nicht nachweisbar. Zu dem waren die Männchen infertil, wobei neben einer erhöhten Anzahl an toten Keimzellen verschiedene Defekte in den reifenden Spermatiden beobachtet wurden. Offensichtlich hat Tcte3 eine wichtige Funktion bei der männlichen Keimzelldifferenzierung.de
dc.format.mimetypeapplication/pdfde
dc.language.isoengde
dc.rights.urihttp://webdoc.sub.gwdg.de/diss/copyr_diss.htmlde
dc.titleFunctional Analysis of the Dynein Light Chain Genes, <i>Dnali1</i> and <i>Tcte3</i>de
dc.typedoctoralThesisde
dc.title.translatedFunktionsanalyse der Dyneine Leicht Kette Gene, <i>Dnali1</i> and <i>Tcte3</i>de
dc.contributor.refereeEngel, Wolfgang Prof. Dr.de
dc.date.examination2006-01-19de
dc.subject.dnb570 Biowissenschaftende
dc.subject.dnbBiologiede
dc.description.abstractengIn the present study, the function of two murine genes, Dnali1 and Tcte3 were investigated. Murine Dnali1 gene is a homologue of Chlamydomonas p28 and belongs to the family of inner arm dynein light chains. The immunolocalization studies indicate that Dnali1 is localized along the entire length of sperm flagella and tracheal cilia. Moreover, Dnali1 is also detected in cilia of brain lateral ventricle lining, suggesting that Dnali1 is an integral component of axoneme. However, the expression of Dnali1 and its human orthologue DNALI1 in tissues, which lack the axonemal structures, supports a putative role of this dynein light chain in the cytoplasmic dynein complex. The results of the co-localisation studies of Dnali1 and Dnchc1 in the mouse Neuroblastoma and ES cells sustain this assumption. Moreover, yeast-two-hybrid assay and co-immunoprecipitation studies demonstrated that Dnali1 might be interacting with the carboxy-terminal of cytoplasmic dynein heavy chain. Targeted disruption of Dnali1 gene was carried out by homologous recombination. On subsequent breedings, the heterozygous animals were found to be fertile and had no apparent abnormalities. However, no Dnali1-/- offspring were obtained by heterozygous breedings, indicating that Dnali1 gene deficiency leads to prenatal embryonic lethality. The Dnali1 deficient embryos die shortly after implantation. To further characterize the reason for embryonic lethality, in vitro culture experiments were performed. It was revealed that putative Dnali1 null mutants exhibited lack of a distinguishable ICM-like structure, although the trophectoderm layer differentiated into giant cells. Subsequently, it was observed that Dnali1 was associated with the Golgi apparatus even in the ES cells treated with depolymerising drug, indicating that the Dnali1 interacts with the Golgi apparatus in a microtubule-independent manner. Thus, it can be speculated that Dnali1 function is necessary for the organization of the Golgi apparatus and is required for the proper function of this organelle presumably as a putative component of the cytoplasmic dynein complex machinery.The Tcte3 gene encodes a member of outer arm dynein light chain family and is part of both axonemal and cytoplasmic dynein complexes. To elucidate the function of Tcte3 gene and its role in spermatogenesis, an attempt was made to inactivate the entire gene. No Tcte3 deficient mice were identified among offspring derived from the F1 intercrosses by conventional genotyping approach. On genomic and cDNA analyses, it was revealed that more than one copy of Tcte3 gene is present in the mouse genome. However, the other copies seem to be either not expressing at a substantial level or are pseudogenes. Therefore, quantitative real-time PCR analysis was performed, which demonstrated the presence of Tcte3-/- mice in normal Mendelian ratios among the F2 progeny. Following Northern and Western blot analyses confirmed the real-time PCR result. Mice lacking Tcte3 displayed male infertility due to multiple defects in spermatogenesis and due to a high incidence of cell death at the spermatocyte and spermatid stages.de
dc.contributor.coRefereeHoyer-Fender, Sigrid PD Dr.de
dc.subject.topicMolecular Biology & Neurosciences Programde
dc.subject.gerDyneinede
dc.subject.gerGolgide
dc.subject.gerknockoutde
dc.subject.engDyneinde
dc.subject.engGolgide
dc.subject.engknockoutde
dc.subject.bk42.23de
dc.identifier.urnurn:nbn:de:gbv:7-webdoc-653-2de
dc.identifier.purlwebdoc-653de
dc.affiliation.instituteGöttinger Graduiertenschule für Neurowissenschaften und molekulare Biowissenschaften (GGNB)de
dc.subject.gokfullWK 000: Entwicklungsbiologiede
dc.subject.gokfullWKF 300: Embryologiede
dc.subject.gokfullWachstum {Entwicklungsbiologie}de
dc.identifier.ppn614145643de


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