Untersuchungen zum Kerntransport in Progeriezellen und neue Möglichkeiten der Quantifizierung nukleärer Transportprozesse / Nuclear transport in progeria cells and new possibilities to quantify nuclear transport

Zur Charakterisierung nukleärer Proteinexportvorgänge wurde in dieser Arbeit zum ersten Mal ein System heterodimerisierender Fusionsproteine auf Basis des kommerziell verfügbaren ARGENT™ Regulated Heterodimerization Kit 2.0 von ARIAD verwendet. Die Expressionsvektoren wurden so verändert, dass ein CRM1 – vermittelter Proteinexport über die Zellkernhülle mittels Fluoreszenzmikroskopie in HeLa – Zellen und humanen Fibroblasten live oder nach Fixation dargestellt werden konnte. Der Export folgte in HeLa – zellen einer exponentiellen Kinetik, FN/C – Bestimmungen zwischen Wildtyp – und RD (Restriktive Dermopathie) – Fibroblasten ergaben keinen Unterschied im Proteinexport. Eine Inhibition der initialen CaaX - Prozessierung von trunkiertem Prälamin A (head/rod) durch Mevinolin ergab keine signifikante Akkumulationsveränderung des trunkierten Prälamins im Zellkern. Ergänzende subzelluläre Lokalisationsstudien unter Zuhilfenahme ausgewählter CaaX – Mutanten, um die gezeigte Unabhängigkeit der CaaX – Prozessierung zu verifizieren, stehen noch aus. FRAP – Untersuchungen in HeLa – Zellen zeigten für die episomal exprimierten trunkierten Fusionsproteine DsRed – Prälamin A Δ50 und DsRed – Prälamin A Δ90 keinen Unterschied in der lateralen Mobilität. Gegenüber dem Wildtyp – DsRed – Prälamin A ist die Beweglichkeit jedoch signifikant reduziert. Bei der Applikation von thermischem Stress (37°C – 51°C) auf Prälamin A, Prälamin A Δ50 oder Prälamin A Δ90 exprimierende HeLa – Zellen, konnte keine Veränderung hinsichtlich der subzellulären Verteilung des zusätzlich koexprimierten Markerproteins GFP – ß – Galaktosidase im Sinne nukleären Schrankenstörung festgestellt werden. Somit scheint die Kernhülle trotz der zu Zellkerndysmorphien und KPK – Fehllokalisationen führenden Prälamin A – Mutanten hinsichtlich ihrer Schrankenfunktion intakt zu bleiben. / Lamin A and truncated forms were investigated adressing nuclear export, caax processing and laminar integrity. Nuclear export processes were investigated in vivo and in vivo via a modified heterdimerization assay. No difference was seen in human fibroblasts from wildtype and restrictive dermopathy patients concerning crm1-mediated nuclear export truncated prelamin A showed no enhanced nuclear localisation after inhibition of farnesylsynthesis. HGPS- and RD lamin A showed significantly decreased lateral mobility after 30 seconds in FRAP experiments. Applying heat stress to HeLa-cells showed no increased influx of the marker protein gfp-ß-galactosidase after 60 minutes.

Hallermann-Streiff syndrome (HSS) is a rare inherited disorder characterized by malformations of the cranium and facial bones, congenital cataracts, microphthalmia, skin atrophy, hypotrichosis, proportionate short stature, teeth abnormalities, and a typical facial appearance with prominent forehead, small pointed nose, and micrognathia. The genetic cause of this developmental disorder is presently unknown. Here we describe 8 new patients with a phenotype of HSS. Individuals with HSS present with clinical features overlapping with some progeroid syndromes that belong to the laminopathies, such as Hutchinson-Gilford progeria syndrome (HGPS) and mandibuloacral dysplasia (MAD). HGPS is caused by de novo point mutations in the LMNA gene, coding for the nuclear lamina proteins lamin A and C. MAD with type A and B lipodystrophy are recessive disorders resulting from mutations in LMNA and ZMPSTE24 , respectively. ZMPSTE24 in addition to ICMT encode proteins involved in posttranslational processing of lamin A. We hypothesized that HSS is an allelic disorder to HGPS and MAD. As the nuclear shape is often irregular in patients with LMNA mutations, we first analyzed the nuclear morphology in skin fibroblasts of patients with HSS, but could not identify any abnormality. Sequencing of the genes LMNA, ZMPSTE24 and ICMT in the 8 patients with HSS revealed the heterozygous missense mutation c.1930C>T (p.R644C) in LMNA in 1 female. Extreme phenotypic diversity and low penetrance have been associated with the p.R644C mutation. In ZMPSTE24 and ICMT , no pathogenic sequence change was detected in patients with HSS. Together, we found no evidence that HSS is another laminopathy.