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Drei neu identifizierte Gene in der Morphogenese von Caenorhabditis elegans: pcp-2, pcp-3 und gon-12 sind sowohl während dem dritten Larvalstadium, als auch im alternativen Dauerlarvenstadium aktiv und regulieren die Entwicklung reproduktiver Organe.

dc.contributor.advisorSchulze, Ekkehard Prof. Dr.de
dc.contributor.authorFröde, Stephande
dc.date.accessioned2013-01-22T15:53:00Zde
dc.date.available2013-01-30T23:50:58Zde
dc.date.issued2003-02-12de
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-000D-F181-1de
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.53846/goediss-3495
dc.description.abstractDiese Arbeit beschreibt drei neu identifizierte Gene, welche die Migration der beiden distalen Endzellen (DTCs) der somatischen Gonade in Caenorhabditis elegans regulieren. Die hermaphroditische Gonade entwickelt sich in einem dreiphasigen Entwicklungsprozeß: In Phase eins migrieren die DTCs entlang der ventralen Muskelbänder, sich dabei vom mittleren Körperbereich, ihrem Ursprung, entfernend. In Phase zwei reorientiert sich die Migrationsrichtung, die Ausdehnung erfolgt nun vom ventralen zum dorsalen Körperbereich. Schließlich in Phase drei dreht die Richtung erneut, jetzt am dorsalen Muskelband bis annähernd zurück zum mittleren Körperbereich. Phase zwei und der Beginn von Phase drei finden während des dritten Larvalstadiums statt. Die Vorgänge während dieses Stadiums werden heterochron reguliert, im wesentlichen von daf-12. Manche daf-12 Mutanten führen spezifische Entwicklungsprozesse des dritten Larvalstadiums nicht aus. Hier fehlen dann Phase zwei und drei der Gonadenentwicklung, so daß der adulte Nematode eine linear ausgedehnte Gonade aufweist. Die Gene pcp-2, pcp-3 und gon-12 sind ebenfalls innerhalb dieses Zeitrahmens der Gonadenentwicklung aktiv. Die Gene pcp-2 und pcp-3 kodieren für Carboxypeptidasen, die wahrscheinlich Teil eines lysosomalen Multienzymkomplexes sind. gon-12 ist eine neu erstellte Mutation und ist allelisch zu unc-129, einem TGFb. Es reguliert die späte Migration der DTC zusammen mit UNC-5 und UNC-6/Netrin innerhalb einer physiologischen polaren Achse ventral nach dorsal. Abhängig von dem morphologisch differentiellen Zustand während des dritten Larvalstadiums, d.h. Dauerlarve oder direkt reproduktiv wachsendes L3 Stadium, beeinflussen alle drei Gene auch die Entwicklung der Vulva, erkennbar an einer pseudovulvalen Ausstülpung im nachfolgenden adulten Hermaphroditen. Hier zeigt sich erneut deutlich die heterochrone Kontrolle durch/von gon-12. Die Vulvavorläuferzellen (VPCs) teilen sich verfrüht bei mutiertem gon-12(ee1007) Allel. Dies wirkt sich bei direkter Fortentwicklung in einer Vulvaausstülpung des Adulten aus, weil sich in der L3 das reguläre Teilungsprogramm noch einmal wiederholt. Dadurch entsteht eine zu hohe Zahl an Zellen, welche die Vulva bilden. Nach Austritt aus dem Dauerlarvenstadium kommt es zu einer Neudifferenzierung. Aus den Zellen, die sich verfrüht geteilt haben, werden sechs neue VPCs determiniert, welche die Vulvabildung einleiten. Dadurch entsteht nun eine normale funktionale Vulva. Die Gene pcp-2 und pcp-3 hingegen wirken sich eher indirekt auf die Vulva aus, da bei Inaktivierung dieser Gene diese zunächst normal gebildet wird. Sie reißt aber meist erst nach Ablauf einiger adulter Lebenszeit auf, falls die individuelle Entwicklung den Dauerlarvenarrest aufwies. Über diese Wunde fällt der Darm nach außen. Dieser Effekt ist wahrscheinlich mit gestörter metabolischer Kontrolle am Ende des Dauerarrests zu erklären. Vermutlich werden bei fehlender Aktivität einige unbekannte spezifische Substrate des lysosomalen Multienzymkomplexes in Darmzellen werden bei fehlender Aktivität nicht umgesetzt. Daraus würde dann die Ausstülpung der Vulva als Spätfolge entstehen.de
dc.format.mimetypeapplication/pdfde
dc.language.isogerde
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/de
dc.titleDrei neu identifizierte Gene in der Morphogenese von Caenorhabditis elegans: pcp-2, pcp-3 und gon-12 sind sowohl während dem dritten Larvalstadium, als auch im alternativen Dauerlarvenstadium aktiv und regulieren die Entwicklung reproduktiver Organe.de
dc.typedoctoralThesisde
dc.title.translatedThree newly identified genes in morphogenesis of Caenorhabditis elegans: pcp-2 pcp-3 and gon-12 are active in the third larval stage and in the alternative dauer larval stage to regulate development of reproductive tissues.de
dc.contributor.refereeGrossbach, Ulrich Prof. Dr.de
dc.date.examination2003-01-29de
dc.subject.dnb32 Biologiede
dc.subject.gokWKA 000de
dc.description.abstractengThis presentation presents three newly identified genes, involved in migration of the two distal tip cells (DTC"s) of the somatic gonad of Caenorhabditis elegans, forming a characteristic bilobed and U-formed structure. The hermaphroditic gonad develops in a developmental process in three phases. Phase 1: the two DTC"s migrate anterior and posterior along the ventral body muscle band away from the midbody, the migratory origin. Phase 2: Reorientation of the migrating DTC in a strictly dorsal direction. Phase 3: Reorientation and backward migration to the midbody along dorsal muscle band. The last two parts of gonad migration happens during the third larval stage. Events of that stage are regulated by heterochronic genes, mainly by daf-12. Some mutants in daf-12 fail to undergo specific stage specific programs, including phase two and three of gonad development leading to a completely linear gonad. I present evidence, that pcp-2, pcp-3 and gon-12 also act at that part of gonad development. pcp-2 and pcp-3 encode carboxypeptidases, which might take part in a multienzyme complex. gon-12 is a new mutation and is allelic to unc-129, which encodes a TGFb. That gene regulates with UNC-5 and UNC-6/Netrin late migration of the DTC within a physiological dorsoventral polarity. Depending on morphological differtial states at the third larval stage, dauer larva or reproductively growing L3 larva, pcp-2, pcp-3 and gon-12 also affect adult vulval morphology, being recognised by a huge protrusion, a phenotype, which has been named Ppv for "pseudovulval protrusion". In the gon-12 mutant the phenotype is caused by an earlier proliferation of the six vulval precursor cells (VPC"s) leading to a mistake in the further development. But in the case of recovery of the dauer stage, six new VPC"s are determined from that pool of the earlier divided cells and undergo vulval differentiation. In that case the mistake is reversed and a wildtype vulva is formed. The action of pcp-2 and pcp-3 on vulval development is indirect, because after knocking down these genes a normal vulva is formed. But the vulva protrudes after some days of adult life time, depending on dauer stage within their individual life history. The gut protrudes through that wound. That effect corresponds most probable to deranged metabolic control after exit of the dauer stage. It seems obvious, that loss of activity of these carboxypeptidases in the multienzymatic complex results in missing catabolism of substrates in the gut. The protrusion at the vulva is therefore a late consequence.de
dc.contributor.coRefereeEngel, Werner Prof. Dr.de
dc.subject.topicMathematics and Natural Sciencede
dc.subject.gerCaenorhabditis elegansde
dc.subject.gerVulvade
dc.subject.gerGonadede
dc.subject.gerMigrationde
dc.subject.gerTGFbetade
dc.subject.gerCarboxypeptidasede
dc.subject.gerpcp-2de
dc.subject.gerpcp-3de
dc.subject.gergon-12de
dc.subject.gerDauerlarvede
dc.subject.engCaenorhabditis elegansde
dc.subject.engvulvade
dc.subject.enggonadde
dc.subject.engmigrationde
dc.subject.engTGFbetade
dc.subject.engcarboxypeptidasede
dc.subject.engpcp-2de
dc.subject.engpcp-3de
dc.subject.enggon-12de
dc.subject.engdauer larvade
dc.subject.bk42.23de
dc.subject.bk42.13de
dc.identifier.urnurn:nbn:de:gbv:7-webdoc-426-1de
dc.identifier.purlwebdoc-426de
dc.identifier.ppn362841225


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