Ist DEAD box-protein 4 (DDX4) ein spezifischer Keimzellmarker? Expressionsanalyse im Weißbüschelaffen (Callithrix jacchus)
Is DEAD box protein 4 (DDX4) a specific germcell marker? An analysis of expression in marmoset (Callithrix jacchus)
by Lucia Dorothee Lewerich
Date of Examination:2015-09-15
Date of issue:2015-09-15
Advisor:PD Dr. Rüdiger Behr
Referee:PD Dr. Rüdiger Behr
Referee:Prof. Dr. Ibrahim Adham
Referee:Prof. Dr. Martin Oppermann
Persistent Address:
http://dx.doi.org/10.53846/goediss-5263
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Abstract
English
VASA is a DEAD box protein expressed in the germline and is said to play an essential role in the development and maintenance of germcells (Yayima and Wessel 2011a). In every so far examined organism, VASA was found in the germline (Raz, 2000). In mammals it is known as germcell specific (Castrillion et al. 2000), therefore is the most commonly used germcell marker at present. However, new data from unconventionell model organisms and from Drosophila show, that in these species VASA has many other functions apart from the germline. So far in mammals no data exists, that would contradict the germcell specify of VASA, therefore in mammals VASA is still used as a specific germcell marker (Alié et al. 2011). Preparatory work of Selma Drallé in the study group of Prof. Dr. rer. nat. R. Behr gave evidence for VASA expression in somatic cells in marmoset. To continue these investigations we performed a systematic expression analysis for VASA in different organs of newborn. The working hypothesis was, that VASA is not germcell specifically expressed in marmoset. Examination was done using immunohistochemical staining, western blotting and PCR. Due to preliminary hints for VASA expression in kidney, stomach, skin, liver and pancreas of newborn and adult marmoset, these organs were selected for further and detailed examination. Ovary and testis of marmoset were used as a positive control. The results of this analysis strongly indicate an expression of VASA in the skin of newborn marmoset. These findings suggest, that VASA is not germcell specific in newborn marmoset and that it could have extragonadal functions apart from its function in the germline. In the remaining examined organs no VASA expression was shown; particular results, that indicated a VASA expression, proved false positive. In this study we found a splice variant of vasa in ovary and testis that was not yet described in literature. Summarized, the presented results indicate, that in marmoset VASA is expressed outside of the germline and that it is not germcell specific in this species. To definitely answer this question and to confirm the presented results, further investigations should follow.
Keywords: VASA; DDX4; VASA in somatic cells; splice variant; germcell marker; marmoset; germline; skin
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VASA ist ein DEAD-Box-Protein, das in der Keimbahn vorkommt und dem eine essentielle Rolle in der Entstehung und Erhaltung von Keimzellen zugeschrieben wird (Yajima und Wessel 2011a). VASA wurde in jedem bisher untersuchten Organismus in der Keimbahn gefunden (Raz 2000) und ist, da es in Säugetieren als keimzellspezifisch gilt (Castrillon et al. 2000), einer der derzeit meist genutzten Keimzellmarker. Allerdings zeigen neuere Daten aus unkonventionellen Modellorganismen sowie aus Drosophila, dass VASA in diesen Organismen, zusätzlich zu seinen Funktionen in der Keimbahn, noch weitere Funktionen außerhalb der Keimbahn übernimmt. Bisher existieren allerdings keine vergleichbaren Daten, die die Keimzellspezifität von VASA in Säugetieren widerlegen, weshalb VASA hier weiter-hin als spezifischer Keimzellmarker gilt (Alié et al. 2011). Vorarbeiten von Selma Drallé, die in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. rer. nat. R. Behr durchgeführt wurden, ergaben jedoch Hinweise auf eine VASA-Expression in somatischen Zellen des Weißbüschelaffen.
In Weiterführung dieser Untersuchungen wurde in der vorliegenden Arbeit eine systematische Expressionsanalyse von VASA in unterschiedlichen Organen des adulten und neugeborenen Weißbüschelaffen durchgeführt. Die Arbeitshypothese hierbei war, dass VASA im Weischbüschelaffen nicht keimzellspezifisch exprimiert wird. Die Untersuchungen erfolgten mittels immunhistochemischer Färbungen, Western Blotting sowie PCR, wobei aufgrund präliminarer Hinweise jeweils Niere, Magen, Leber, Haut und Pankreas des neugeborenen und des adulten Weißbüschelaffen detailliert auf eine VASA-Expression untersucht wurden. Ovar und Hoden adulter Weißbüschelaffen dienten als Positivkontrollen. Die Ergebnisse dieser Arbeit deuten stark auf eine Expression von VASA in der Haut des neugeborenen Weißbüschelaffen hin. Dieser Befund legt nahe, das VASA im neugeborenen Weißbüschel-affen nicht keimzellspezifisch ist und über seine Funktionen in der Keimbahn hinaus noch weitere extragonadale Funktionen innehaben könnte. In den weiteren untersuchten Organen wurde keine VASA-Expression festgestellt; einzelne Befunde, die auf eine VASA-Expression hinwiesen, erwiesen sich als falsch-positiv.
In dieser Arbeit wurde zudem eine für C. jacchus noch nicht in der Literatur beschriebene Splice-Variante von VASA im Ovar und im Hoden vom adulten Weißbüschelaffen gefunden, der das Exon 7 fehlt und die zudem modifizierte N- und/oder C-Termini aufweisen könnte.
Die vorliegenden Ergebnisse weisen darauf hin, dass VASA im Weißbüschelaffen auch außerhalb der Keimbahn exprimiert wird und somit in dieser Spezies kein spezifischer Keim-zellmarker ist. Um diese Frage jedoch abschließend zu klären, sollten sich weitere Untersuchungen anschließen, um die in dieser Arbeit gezeigten Befunde zu untermauern.
Schlagwörter: VASA; DDX4; Weißbüschelaffe; Keimzellmarker; Keimzelle; Splicevariante; VASA-Expression in somatischen Zellen; somatische Zellen; VASA in der Haut; Haut
