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Untersuchung der sub-mitochondrialen Lokalisation des MINOS-Komplexes in humanen Zellen

dc.contributor.advisorJakobs, Stefan Prof. Dr.
dc.contributor.authorJans, Christian Daniel
dc.date.accessioned2014-05-28T09:47:29Z
dc.date.available2014-05-28T09:47:29Z
dc.date.issued2014-05-28
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0022-5ECD-3
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.53846/goediss-4533
dc.description.abstractMINOS (mitochondrial inner membrane organizing structure) ist ein großer hetero-oligomerer Protein-Komplex in der inneren Mitochondrienmembran, der ursprünglich in Mitochondrien von Hefezellen identifiziert wurde. In diesen Zellen wurden die Komponenten des Komplexes an Cristae Junctions angereichert gefunden und es wurde gezeigt, dass sie für die Aufrechterhaltung dieser Verbindungen zwischen der inneren Grenzflächenmembran und der Cristae eine zentrale Rolle spielen. Zusätzlich wurde spekuliert, ob der MINOS-Komplex eine zentrale Komponente eines die Mitochondrien umschließenden Proteinnetzwerkes ist, das die Struktur und Funktion der Mitochondrien kontrolliert. Über die Anordnung der Komponenten dieses Komplexes in Mitochondrien ist bisher jedoch wenig bekannt. Durch überauflösende Fluoreszenzmikroskopie (Nanoskopie; super-resolution microscopy) wurde in dieser Arbeit die Lokalisation von zentralen Komponenten sowie von Interaktionspartnern des MINOS-Komplexes in Säugerzellen untersucht und es konnte gezeigt werden, dass die Kern-Komponenten des Komplexes in einzelnen, distinkten Clustern lokalisiert sind, die einen Dichtegradienten vom Zentrum zum Rand der Zellen hin aufweisen. Es konnte außerdem gezeigt werden, dass MINOS-Cluster in adhärenten Säugerzellen hochgeordnet und parallel zur Wachstumsoberfläche ausgerichtet sind. Interaktionspartner des MINOS-Komplexes wiesen jedoch keine solche Organisation auf und waren unterschiedlich lokalisiert. Durch quantitative Immuno-Elektronenmikroskopie wurde festgestellt, dass das humane Mitofilin an Cristae Junctions lokalisiert ist und durch Elektronen-Tomographie konnte belegt werden, dass die Cristae in den untersuchten Zellen hoch organisiert sind und die Cristae Junctions eine der MINOS-Cluster entsprechende geordnete Ausrichtung parallel zur Wachstumsebene aufweisen. Somit konnte gezeigt werden, dass der MINOS-Komplex in Mitochondrien der untersuchten humanen Zellen in distinkten Clustern an Cristae Junctions lokalisiert ist und ein unerwartet hohes Maß an Organisation aufweist, was eine zentrale Rolle dieses Komplexes in der Regulation vieler weiterer mitochondrialer Funktionen wahrscheinlich macht.de
dc.language.isodeude
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/
dc.subject.ddc570de
dc.titleUntersuchung der sub-mitochondrialen Lokalisation des MINOS-Komplexes in humanen Zellende
dc.typedoctoralThesisde
dc.title.translatedInvestigation of the sub-mitochondrial localisation of the MINOS-complex in human cellsde
dc.contributor.refereeTeichmann, Thomas PD Dr.
dc.date.examination2013-08-09
dc.description.abstractengMINOS (mitochondrial inner membrane organizing structure) is a large hetero-oligomeric complex in the inner mitochondrial membrane. Originally identified in mitochondria of yeast cells, components of the complex were found to be enriched at cristae junctions, where they have been shown to be essential in maintaining these connections between the inner boundary membrane and the cristae membrane. Additionally, it has been speculated that the MINOS-complex is the core of an extended network that controls both the structure and the function of mitochondria. So far, however, the spatial arrangement of the complex remained ill-defined. In this dissertation I used super-resolution microscopy (nanoscopy) to show that core components of the MINOS-complex are localized in distinct clusters within the mitochondria of mammalian cells. The distribution of these clusters exhibits an inner cellular gradient from the center to the rim of the cells. The arrangement of the clusters is highly ordered forming a regularly spaced pattern parallel to the growth surface. No such pattern could be determined for interaction partners of the MINOS-complex. Using quantitative immuno-electron microcopy, this study shows that the human protein mitofilin is localized at cristae junctions. Electron tomography revealed a highly ordered arrangement of the cristae. The cristae junctions are shown to be aligned parallel to the growth surface, thereby reflecting the spatial arrangement of the MINOS-clusters. Conclusively, I showed in this study that the MINOS-complex is localized in distinct clusters at cristae junctions and that the complex demonstrates an unexpectedly high level of regularity. This strongly suggests that MINOS plays a central role in the structural organization and the regulation of mitochondria.de
dc.contributor.coRefereeJakobs, Stefan Prof. Dr.
dc.contributor.thirdRefereeRehling, Peter Prof. Dr.
dc.contributor.thirdRefereeHell, Stefan Prof. Dr.
dc.contributor.thirdRefereeMeinecke, Michael Dr.
dc.contributor.thirdRefereeBraus, Gerhard Prof. Dr.
dc.subject.engMINOSde
dc.subject.engMICOSde
dc.subject.engMitOSde
dc.subject.engmembrane architecturede
dc.subject.engnanoscopyde
dc.identifier.urnurn:nbn:de:gbv:7-11858/00-1735-0000-0022-5ECD-3-4
dc.affiliation.instituteBiologische Fakultät für Biologie und Psychologiede
dc.subject.gokfullBiologie (PPN619462639)de
dc.identifier.ppn786742011


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