Untersuchungen zur Rolle von Mph1 aus Saccharomyces cerevisiae und seines menschlichen Orthologen FANCM bei der Erhaltung der genomischen Integrität

Smolorz, Sabine Andrea

dc.contributor.advisor	Kramer, Wilfried PD Dr.
dc.contributor.author	Smolorz, Sabine Andrea
dc.date.accessioned	2022-07-22T08:32:46Z
dc.date.available	2022-07-29T00:50:10Z
dc.date.issued	2022-07-22
dc.identifier.uri	http://resolver.sub.uni-goettingen.de/purl?ediss-11858/14178
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.53846/goediss-9374
dc.language.iso	deu	de
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.subject.ddc	570	de
dc.title	Untersuchungen zur Rolle von Mph1 aus Saccharomyces cerevisiae und seines menschlichen Orthologen FANCM bei der Erhaltung der genomischen Integrität	de
dc.type	doctoralThesis	de
dc.title.translated	Towards the role of Mph1 from Saccharomyces cerevisiae and its human orthologue FANCM in the cellular genome stability network	de
dc.contributor.referee	Kramer, Wilfried PD Dr.
dc.date.examination	2022-03-28	de
dc.description.abstractger	Leben ist lebensgefährlich. Die vielfältigen exogenen und endogenen Angriffe auf ihr Erbgut kann eine Zelle nur langfristig überleben, weil sie mit einem Netzwerk aufeinander abgestimmter Sicherheitsmaßnahmen ausgestattet ist: der DNA damage response. Reparaturenzyme reparieren fortlaufend DNA-Schäden, trotzdem behindern immer wieder Schäden die Replikation. Bei Replikationsproblemen helfen die Faktoren der Schadenstoleranzsysteme, indem sie die Replikation am Laufen halten und die Chromosomen in einen „vererbbaren“ Zustand bringen. Die Koordination übernimmt der DNA damage checkpoint. Ein kleines Rad im Gefüge der DNA damage response bilden die Mitglieder der FANCM-Familie, die als Motorproteine DNA-Substrate umstrukturieren können. In der Hefe Saccharomyces cerevisiae ist dies Mph1, im Menschen die weitaus größere und multifunktionalere Fanconi-Anämie-Determinante M (FANCM), die zwar gar keine Fanconi-Anämie (FA) determiniert, aber ein wichtiger Tumorsuppressor ist. FANCM orchestriert zusammen mit den anderen FA-Proteinen die Reparatur von interstrand crosslinks. Dies ist aber bei weitem nicht die einzige Funktion, die FANCM zugeschrieben wird: komplexe Aufgaben innerhalb und außerhalb des FA-Wegs sind bekannt. Die Vielfältigkeit dieser Funktionen führte zu der Hypothese, dass das Produkt der Transkriptvariante FANCM-669 möglicherweise zum breiten Spektrum der FANCM-Aktivitäten beiträgt. Meine Daten konnten dies leider nicht bestätigen. Stattdessen habe ich andere spontane Transkriptvarianten von FANCM nachweisen können (FANCM-Ex11b, FANCM-Δ3, FANCM-Δ5 und FANCM-Δ21/22), die teilweise krankheitsauslösenden, trunkierenden Genvarianten ähneln, allerdings noch einer genaueren Untersuchung bedürfen. Das Bäckerhefe-Ortholog Mph1 ist kleiner als FANCM, dafür aber eine funktionale Helikase. Als solche übernimmt Mph1 in der Zelle vielfältige Funktionen, die vor allem durch die Auflösung spezieller Rekombinationsintermediate (D-loops) bedingt sind. Bei der fehlerfreien Umgehung replikations-arretierender Schäden ist Mph1 in dieser Funktion ebenfalls unterwegs. Da es aufgrund seines namensgebenden Mutatorphänotyps noch weitere Funktionen ausüben muss, wurde im Rahmen dieser Arbeit eine mögliche Regulation von Mph1 durch Phosphorylierung untersucht. Meine Daten lieferten allerdings keinen Hinweis auf eine entscheidende Regulation durch Phosphorylierung von Mph1 im Kontext der Schadenstoleranz. Im Zuge meiner Experimente habe ich aber ein methodisches Problem bei der Messung von Schwesterchromatid-Interaktionen aufgrund multipler Integration des Reporter-konstrukts aufgedeckt, woraufhin die zu Mph1 vorliegenden Daten teilweise überprüft werden mussten. Demnach reduziert Mph1 die durch DNA-Schäden induzierten Schwesterchromatid-Interaktionen weniger stark als bisher angenommen, was aber seine postulierte Funktion nicht grundsätzlich in Frage stellt. Die Möglichkeit der multiplen Integration bestimmter Vektoren sollte aber stets bedacht werden, wenn die integrierte DNA für einen quantitativen readout verwendet wird. Zusätzlich lieferte die Restriktion der Expression von MPH1 in die G2/M-Phase Hinweise darauf, dass Mph1 in der S-Phase entbehrlich ist. Das stellt allerdings in Frage, inwiefern die für Mph1 im Kontext verschiedener Reparatur- und Schadenstoleranzwege postulierte Funktion zum Schutz arretierter Replikationsgabeln während der S Phase für das Zellüberleben relevant ist.	de
dc.description.abstracteng	Living is life-threatening. Cells can only endure the diverse exogenous and endogenous attacks on their genome because they are equipped with a network of coordinated security measures: the DNA damage response. Repair enzymes constantly fix the genetic material, yet persisting damages regularly impede DNA replication. Damage tolerance factors help with these replication problems by keeping replication running and putting the chromosomes into a “hereditable” state. Fine-tuned coordination is achieved by the DNA damage checkpoint. The members of the FANCM family, which as motor proteins can restructure DNA substrates, represent one cog in the framework of the DNA damage response: in the yeast Saccharomyces cerevisiae this is Mph1, in humans the larger and multifunctional Fanconi anemia determinant M (FANCM), which does not actually determine Fanconi anemia (FA) but is an ever-more-relevant tumor suppressor. FANCM, together with the other FA proteins, orchestrates the repair of interstrand crosslinks. But this is far from being the only function attributed to FANCM: complex tasks inside and outside the FA pathway are described. The diversity of these functions led to the hypothesis that the product of the transcript variant FANCM-669 might contribute to the broad spectrum of FANCM activities. Unfortunately, my data could not confirm this. Instead, I was able to detect other spontaneous transcript variants of FANCM (FANCM-Ex11b, FANCM-Δ3, FANCM-Δ5 and FANCM-Δ21/22), some of which resemble disease-causing, truncating gene variants, but still require more detailed investigation. The baker's yeast ortholog Mph1 is smaller than FANCM but a functional helicase. As such, Mph1 takes on diverse functions, which are primarily due to the dissolution of special recombination intermediates (D-loops), one example being its role in error-free bypass of replication-arresting damage. Since it has to perform more intricate functions due to its eponymous mutator phenotype, a possible regulation of Mph1 by phosphorylation was investigated here. Taken together, my data did not provide any evidence for a crucial regulation by phosphorylation of Mph1 in the context of damage tolerance. Over the course of my experiments, however, I uncovered a methodological problem in measuring sister chromatid interactions due to multiple integration of the reporter construct. Thereupon, the data available for Mph1 had to be partially reassessed. According to this, Mph1 reduces sister chromatid interactions induced by DNA damage less than previously assumed, which does not fundamentally question its postulated function though. Still, the possibility of multiple integration of certain vectors should always be considered if the integrated DNA is used for a quantitative readout. Additionally, the restriction of MPH1 expression to G2/M phase provided evidence that Mph1 is dispensable in S phase. This questions to which extent the protection of arrested replication forks during S phase postulated for Mph1 in the context of various repair and damage tolerance pathways is relevant for cell survival.	de
dc.contributor.coReferee	Wimmer, Ernst A. Prof. Dr.
dc.subject.ger	Mph1	de
dc.subject.ger	FANCM	de
dc.subject.ger	DNA-Reparatur	de
dc.subject.ger	Transkriptvarianten	de
dc.subject.ger	Schadenstoleranzmechanismen	de
dc.subject.eng	Mph1	de
dc.subject.eng	FANCM	de
dc.subject.eng	DNA repair	de
dc.subject.eng	DNA damage response	de
dc.subject.eng	transcript variants	de
dc.subject.eng	DNA damage tolerance	de
dc.subject.eng	multiple integration	de
dc.identifier.urn	urn:nbn:de:gbv:7-ediss-14178-5
dc.affiliation.institute	Biologische Fakultät für Biologie und Psychologie	de
dc.subject.gokfull	Biologie (PPN619462639)	de
dc.description.embargoed	2022-07-29	de
dc.identifier.ppn	1811441297
dc.notes.confirmationsent	Confirmation sent 2022-07-22T08:45:01	de

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