Autophagie ist ein Degradationsprozess der streng reguliert ist und in welchem eine eukaryotische Zelle
zelleigene Organellen und Proteine bei Nährstoffmangel abbaut. Außerdem konnte gezeigt werden, dass
dieser Prozess auch in verschiedene Entwicklungsprozesse involviert ist. Die molekulare Entschlüsselung
der Autophagie wurde hauptsächlich in der Bäckerhefe S. cerevisiae vorgenommen. Allerdings ist
Beteiligung der Autophagie an Entwicklungsprozessen in multizellulären filamentösen Ascomyceten
weitestgehend unbekannt. Die Fruchtkörperentwicklung von Pilzen ist ein komplex gestalteter
Differenzierungsprozess der von einem zwei-dimensionalem Pilzgeflecht ausgeht das sich zu einem dreidimensionalem
Perithezium entwickelt. Die Fruchtkörperentwicklung erfordert spezifische
Umgebungsbedingungen und wird durch viele entwicklungsassoziierten Genen reguliert. In dieser Studie
diente der Modellorganismus Sordaria macrospora zur Untersuchung des Einflusses der Autophagie auf
die Fruchtkörperentwicklung. Der coprophytische filamentöse Ascomycet S. macrospora pflanzt sich
lediglich sexuell fort, was ihn ideal für die Fragestellung dieser Arbeit macht. Für diese Arbeit wurden eine
Reihe konservierter Autophagie bezogener Gene auserwählt. Folgende Gene die homolog zu denen anderer
Ascomyceten sind wurden isoliert: Smvps34, Smvps15, Smatg8, Smatg4, und Smjlb1. Durch die Deletion
dieser Gene sollte geklärt werden wie Autophagie in die Fruchtkörperentwicklung involviert ist. Die
Deletion des Phospolipidkinase Gens Smvps34 und des Proteinkinase Gens Smvps15 führte zur Lethalität
von S. macrospora was durch eine Auskeimungsuntersuchung belegt wurde. Die Deletion des Gens
Smatg8, welches eine autophagosomale Strukturkomponente kodiert und des Gens Smatg4, das eine
Cystein-Protease kodiert, die SmATG8 prozessiert, beeinträchtigte ebenfalls die Fruchtkörperentwicklung
und das vegetative Wachstum. Durch Fluoreszenzmikroskopie konnte gezeigt werden, daß SmATG8 in
Autophagosomen lokalisiert und SmATG4 vorwiegend im Zytoplasma lokalisiert ist. Die Prozessierung
von SmATG8 durch SmATG4 wurde ebenfalls durch Fluoreszenzmikroskopie und Western-blot Analyse
bestätigt. Die heterologe Expression von Smatg8 und Smatg4 in S. cerevisiae und der Ape1
Reifungsuntersuchung zeigte, das die cDNA von Smatg8 und Smatg4 den Deletionsphenotyp der jeweiligen
Hefedeletionsmutanten aufheben konnte. Somit konnte die Konservierung dieser beiden Gene innerhalb der
Ascomyceten gezeigt werden. Die Blockade der Fruchtköperentwicklung wurde durch die Deletion des
bZIP Transkriptionsfaktor Gens Smjlb1 verursacht genauso wie die Beeinträchtigung des vegetativen
Wachstums. SmJLB1 ist im Kern lokalisiert und durch qRT-PCR Experimente wurde gezeigt, dass die
Autophagiegene Smatg8 und Smatg4 durch Smjlb1 reguliert werden. Dies läßt vermuten, dass Smjlb1 in den
Prozess der Autophagie involviert ist. Die Ergebnisse dieser Arbeit weisen darauf hin, dass Autophagie und
Fruchtkörperentwicklung des filamentösen Pilzes S. macrospora streng miteinander verknüpft sind.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:uni-goettingen.de/oai:ediss.uni-goettingen.de:11858/00-1735-0000-001B-26A3-0 |
| Date | 17 October 2012 |
| Creators | Voigt, Oliver |
| Contributors | Pöggeler, Stefanie Prof. Dr. |
| Source Sets | Georg-August-Universität Göttingen |
| Language | deu |
| Detected Language | German |
| Type | doctoralThesis |
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