• Deutsch
    • English
  • English 
    • Deutsch
    • English
  • Login
Item View 
  •   Home
  • Naturwissenschaften, Mathematik und Informatik
  • Fakultät für Biologie und Psychologie (inkl. GAUSS)
  • Item View
  •   Home
  • Naturwissenschaften, Mathematik und Informatik
  • Fakultät für Biologie und Psychologie (inkl. GAUSS)
  • Item View
JavaScript is disabled for your browser. Some features of this site may not work without it.

Governing fungal polar cell extension: Analysis of Rho GTPase and NDR kinase signalling in Neurospora crassa

Governing fungal polar cell extension: Analysis of Rho GTPase and NDR kinase signalling in Neurospora crassa

by Nico Vogt
Doctoral thesis
Date of Examination:2008-04-29
Date of issue:2008-05-16
Advisor:Prof. Dr. Gerhard Braus
Referee:Prof. Dr. Gerhard Braus
Referee:Prof. Dr. Stefanie Pöggeler
crossref-logoPersistent Address: http://dx.doi.org/10.53846/goediss-3463

 

 

Files in this item

Name:vogt.pdf
Size:6.68Mb
Format:PDF
Description:Dissertation
ViewOpen

The following license files are associated with this item:


Abstract

English

Polar morphogenesis is required for the function of elongated cell types like neuronal cells, pollen tubes and cells of filamentous fungi. The basal signalling components involved are highly conserved. Defects in polar cell shape can result in developmental disorders or death of the affected cell. In this work two components involved in polar growth were analysed at a molecular level in Neurospora crassa. These are LRG1, which is a member of the GTPase activating proteins (GAPs), and the germinal center kinase POD6.POD6 and LRG1 are proteins essential for hyphal tip elongation. Deletion and temperature sensitive mutants of pod-6 and lrg-1 show phenotypic similarities to cot-1 temperature sensitive mutant in cessation of hyphal elongation and excessive hyperbranching. All three proteins are also involved in determining the size of hyphal compartments. Complementation analysis revealed that both parts, the N-terminal containing three LIM domains as well as the C-terminal harbouring the Rho GAP domain of LRG1, are required for its function. Genetic evidence and in vitro GTPase assays identify LRG1 as a RHO1 specific GAP. Localisation experiments revealed a partial colocalisation of POD6 and COT1 that depends on the oppositely directed microtubule motor proteins kinesin-1 and dynein. LRG1 shows a similar localisation and is enriched at septae and at hyphal tips. This was observed by immunofluorescence studies with antibodies generated against LRG1 and confirmed in a strain expressing MYC9::LRG1. In strains expressing GFP::LRG1, the dynamic accumulation of the fusion protein as an apical cap was observed. This localisation depends on the three LIM domains of LRG1, a functional actin cytoskeleton and active growth. Similar to the localisation of COT1 and POD6, LRG1 localisation is influenced by dynein and kinesin-1 and the microtubule cytoskeleton. LRG1 affects several output pathways of RHO1. Hyposensitivity of lrg-1(12-20) to the glucan synthase inhibitor caspofungin and synthetic lethality with a hyperactive ß1,3-glucan synthase mutant occurred. Further, suppression by the PKC inhibitors staurosporine and cercosporamide was observed. Hypersensitivity to the actin depolymerising drug latrunculin A and the suppression of defects in lrg-1 mutant strains by the overexpression of the dominant-negative acting N-terminus of the formin BNI1 indicate an influence on formin mediated actin polymerisation. In contrast, the cot-1 mutation has no influence regarding these RHO1 effectors. Taken together, these data suggest that LRG1 functions as a GAP for Rho1 that regulates several effector pathways. A complex of COT1 and POD6 acts in parallel to coordinate apical tip growth.
Keywords: Rho GTPasen; LRG1; GAP; NDR kinase; germinal center kinase; COT1; POD6; Neurospora; polarity

Other Languages

Die Entwicklung gestreckter Zelltypen wie Nervenzellen, Pollenschläuche und Zellen filamentöser Pilze erfordert polare Gestaltbildung. Die grundlegenden Signalwege dafür sind hochkonserviert. Missbildungen der Zellform können zu Entwicklungsstörungen oder dem Tod der betroffenen Zelle führen. In dieser Arbeit werden Komponenten, die für polares Wachstum von Neurospora crassa benötigt werden, auf molekularer Ebene charakterisiert. Dabei handelt es sich zum einen um ein Mitglied der GTPase aktivierenden Proteine, LRG1 und zum anderen um die "germinal center" Kinase POD6.POD6 und LRG1 sind für das gerichtete Hyphenwachstum unabdingbar. Deletionsund temperatur-sensitive Allele der Gene cot-1, pod-6 und lrg-1 zeigen phänotypisch Ähnlichkeiten bezüglich des Abbruchs polaren Wachstums, übermäßiger Verzweigungsbildung und der veränderten Größe der Hyphenkompartemente. Komplementationsexperimente belegen, das sowohl der die drei LIM Domänen enthaltende N-Terminus als auch der die Rho-GAP Domäne enthaltende C-Terminus von LRG1 für dessen Funktion benötigt werden. Neben genetischen Hinweisen identifizieren in-vitro Untersuchungen LRG1 als Rho1 spezifisches GAP.COT1, POD6 und LRG1 befinden sich in der Zelle an Stellen aktiven Wachstums. In Immun-Fluoreszenz Untersuchungen wurde eine partielle Ko-Lokalisation von POD6 und COT1 festgestellt. Diese Lokalisierung ist von Mikrotubuli Motorproteinen abhängig. LRG1 zeigt eine ähnliche, an Septen und der Hyphenspitze angereicherte, zelluläre Verteilung. Diese Lokalisation wurde sowohl mit gegen LRG1 gerichteten Antikörpern in Wildtyp-Zellen als auch für MYC9::LRG1 mit Antikörpern gegen das Myc-Epitop gefunden. Ein mit GFP fusioniertes LRG1-Protein findet sich in Abhängigkeit von intakten LIM Domänen und Aktin-Zytoskelett wachstumsabhängig als apikale Kappe, deren Größe mit der Wachstumsgeschwindigkeit korreliert. Ähnlich wie bei POD6 und COT1, wird auch diese Lokalisation wird von den Mikrotubuli Motoren Kinesin und Dynein beeinflusst. LRG1 beeinflusst die Aktivität verschiedener Effektorproteine von Rho1. Mutanten in lrg-1 sind unempfindlicher gegenüber dem Glucansynthase-Inhibitor Caspofungin und Doppelmutanten von lrg-1 mit einer hyperaktiven ß-1,3-Glucansynthase Mutante sind nicht lebensfähig. Die PKC-Inhibitoren Staurosporin und Cercosporamid unterdrücken die Wachstumssörungen von lrg-1 Mutanten, welche zudem empfindlicher gegenüber der Aktin depolymerisierenden Droge Latrunkulin A sind. Zudem wurde eine Unterdrückung der Wachstumsdefekte durch Expression des dominant negativ agierenden N-Terminus des Formins Bni gefunden. Die Untersuchung der Rho1 Wege in einer Mutante der NDR kinase cot-1 zeigte, dass diese Mutation keinen Einfluss auf die getesteten RHO1 Effektoren hat. Diese Experimente legen nahe, das LRG1 als spezifisches GAP für Rho1 verschiedene Effektorwege reguliert und das ein paralleler, von Rho1 unabhängiger, Signalweg zum polaren Wachstum erforderlich ist, in welchem COT1 und POD6 agieren.
Schlagwörter: Rho GTPasen; LRG1; GAP; NDR kinase; germinal center kinase; COT1; POD6; Neurospora; Polarität
 

Statistik

Publish here

Browse

All of eDissFaculties & ProgramsIssue DateAuthorAdvisor & RefereeAdvisorRefereeTitlesTypeThis FacultyIssue DateAuthorAdvisor & RefereeAdvisorRefereeTitlesType

Help & Info

Publishing on eDissPDF GuideTerms of ContractFAQ

Contact Us | Impressum | Cookie Consents | Data Protection Information
eDiss Office - SUB Göttingen (Central Library)
Platz der Göttinger Sieben 1
Mo - Fr 10:00 – 12:00 h


Tel.: +49 (0)551 39-27809 (general inquiries)
Tel.: +49 (0)551 39-28655 (open access/parallel publications)
ediss_AT_sub.uni-goettingen.de
[Please replace "_AT_" with the "@" sign when using our email adresses.]
Göttingen State and University Library | Göttingen University
Medicine Library (Doctoral candidates of medicine only)
Robert-Koch-Str. 40
Mon – Fri 8:00 – 24:00 h
Sat - Sun 8:00 – 22:00 h
Holidays 10:00 – 20:00 h
Tel.: +49 551 39-8395 (general inquiries)
Tel.: +49 (0)551 39-28655 (open access/parallel publications)
bbmed_AT_sub.uni-goettingen.de
[Please replace "_AT_" with the "@" sign when using our email adresses.]