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Piwi and piRNAs act upstream of an endogenous siRNA pathway to suppress Tc3 transposon mobility in the Caenorhabditis elegans germline

dc.contributor.advisorMiska, Eric Dr.de
dc.contributor.authorDas, Partha Pratimde
dc.date.accessioned2012-05-16T12:10:17Zde
dc.date.available2013-01-30T23:51:06Zde
dc.date.issued2008-12-16de
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-B656-3de
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.53846/goediss-1343
dc.description.abstractIn den letzten Jahren wurden verschiedene Klassen kleiner nicht-kodierender RNA Moleküle identifiziert, zu denen u.a. die sogenannten microRNAs (miRNAs), die repeat-associated small interfering RNAs (rasiRNAs) und die small-interfering RNAs (siRNAs) zählen. Diese RNAs werden als Einzelstrang in funktionell verschiedene Protein-RNA Effektorkomplexe integriert, welche als zentralen Bestandteil ein Mitglied der Argonaute (AGO) Proteinfamilie enthalten. Argonaute-Proteinkomplexe mit ihren assoziierten RNAs spielen eine Rolle in transkriptioneller Genrepression, Translationsrepression und mRNA-Abbau. Piwi Proteine bilden eine Untergruppe innerhalb der Argonaute Familie und weisen konservierte Funktionen in der Keimbahnentwicklung und der Erhaltung von Keim(stamm)zellen auf. Im Nematoden Caenorhabditis elegans existieren zwei Piwi Proteine, PRG-1 und PRG-2. Um die Funktion von PRG-1 und PRG-2 während der Keimbahnentwicklung von C. elegans zu untersuchen, wurden prg-1 und prg-2 Deletionen generiert. Die Mutation beider Gene (prg-1; prg-2) führt zu stark ausgeprägten Keimbahndefekten. In dieser Arbeit wird gezeigt, dass eine Klasse von 21 Nukleotiden langen, zuvor als 21U-RNA bezeichneten RNAs die Piwi-interagierenden RNAs (piRNAs) in C. elegans sind. Piwi und piRNAs sind spezifisch in der Keimbahn exprimiert. Die Biogenese der piRNAs ist unabhängig von vielen Proteinen, die eine Funktion in anderen kleinen RNA Signalwegen haben, wie zum Beispiel Dicer (DCR-1). Im Gegensatz zu anderen Organismen gibt es keinen Hinweis auf den sogenannten Ping-Pong Mechanismus zur Amplifikation von piRNAs. Piwi Proteine reprimieren die Mobilität von Tc3 DNA Transposons in der Keimbahn. Die Exzisionsrate in piwi Doppelmutanten ist hundertfach höher als in Wildtyp Würmern. Zudem kann gezeigt werden, dass ein Piwi-piRNA Komplex einen endogenen siRNA Signalweg reguliert, der für die Tc3 Suppression in der Keimbahn notwendig ist, was auf eine funktionelle Verbindung zwischen piRNAs und siRNAs hindeutet.de
dc.format.mimetypeapplication/pdfde
dc.language.isoengde
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/2.0/de/de
dc.titlePiwi and piRNAs act upstream of an endogenous siRNA pathway to suppress Tc3 transposon mobility in the Caenorhabditis elegans germlinede
dc.typedoctoralThesisde
dc.title.translatedPiwi und piRNAs reprimieren Tc3 Transposon Mobilität in der Caenorhabditis elegans Keimbahn durch Regulation endogener siRNAsde
dc.contributor.refereeWimmer, Ernst A. Prof. Dr.de
dc.date.examination2008-10-31de
dc.subject.dnb500 Naturwissenschaften allgemeinde
dc.description.abstractengSeveral hundred endogenous small RNAs, namely microRNAs (miRNAs), repeat- associated small interfering RNAs (rasiRNAs), small interfering RNAs (siRNAs) have been discovered in diverse organisms. These small RNAs are derived from different sources and they cause transcriptional gene silencing, translational repression and mRNA cleavage through effector complexes. Several functionally distinct RNA silencing effector complexes have already been isolated from different organisms. Effector complexes are composed of members of the Argonaute (AGO) protein family and single-stranded small RNAs, along with other associated proteins. Members of the Piwi subfamily of Argonaute proteins have conserved roles in germline development and stem cell maintenance. In C. elegans, PRG-1 and PRG-2 are the two members of Piwi sub-family of Argonaute proteins. In order to study the role of PRG-1 and PRG-2 in C. elegans germline development, we generated prg-1 and prg-2 single mutants as well as prg-1; prg-2 double mutant worms, which show severe germline defects. I identify a class of 21 nucleotide RNAs, previously named 21U-RNAs, as the Piwi-interacting RNAs in C. elegans. Piwi and piRNA expression is restricted to the male and female germline and piRNA biogenesis is independent of many other proteins involved in small RNA pathways including DCR-1. I show that Piwi is specifically required for suppression of Tc3 transposons. The excision rate of Tc3 is 100-fold higher in piwi mutants compared to wild-type. There is no evidence for a ping-pong mechanism in C. elegans for amplification of piRNAs. Finally, I demonstrate that a Piwi-piRNA complex acts upstream of the endogenous siRNA pathway for Tc3 silencing and that might suggest a link between the function of endogenous siRNAs and piRNAs.de
dc.contributor.coRefereeFicner, Ralf Prof. Dr.de
dc.contributor.thirdRefereeKramer, Wilfried PD Dr.de
dc.subject.topicMathematics and Computer Sciencede
dc.subject.gerArgonautede
dc.subject.gerPiwide
dc.subject.gerpiRNAde
dc.subject.gersiRNAde
dc.subject.gertransposonde
dc.subject.engArgonautede
dc.subject.engPiwide
dc.subject.engpiRNAde
dc.subject.engsiRNAde
dc.subject.engtransposonde
dc.subject.bk42.13de
dc.identifier.urnurn:nbn:de:gbv:7-webdoc-1986-2de
dc.identifier.purlwebdoc-1986de
dc.affiliation.instituteBiologische Fakultät inkl. Psychologiede
dc.subject.gokfullWF 200: Molekularbiologiede
dc.subject.gokfullMED 417: Hämatologiede
dc.subject.gokfullMED 424: Onkologiede
dc.identifier.ppn606105417de


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