Tissue elongation is an important requirement for proper tissue morphogenesis during animal development. The Drosophila egg chamber is an excellent model to study the molecular processes underlying tissue elongation. An egg chamber is composed of germline cells that are enveloped by a somatic follicle epithelium. While the egg chamber matures, the drastic increase of the egg chamber’s volume is accompanied by a shape change from round to oval. Egg chamber elongation coincides with a circumferential alignment of F-actin filaments, microtubules, and fibrils of the extracellular matrix (ECM). Additionally, egg chambers rotate around their future long axis. It has been proposed that this rotation aligns F-actin filaments and ECM fibrils. The circumferentially aligned F-actin and ECM fibrils form a molecular corset that promotes egg chamber elongation. The atypical cadherin Fat2 is required for egg chamber rotation, the circumferential alignment of F-actin, microtubules, and ECM fibrils and for egg chamber elongation. However, the molecular mechanisms by which Fat2 influences egg chamber elongation remain unknown.
In my thesis I performed a structure-function analysis of Fat2. I generated a Fat2 version that lacks the intracellular region and a second version, which lacks both intracellular region and the transmembrane domain and tested their ability to compensate for Fat2 functions in fat2-/- mutant egg chambers. My results reveal that the intracellular region is required for the microtubule alignment, and for egg chamber rotation. In contrast, the intracellular region is not required for F-actin and ECM alignment, and for egg chamber elongation.
Hence, my findings for the first time demonstrate that egg chamber rotation is not required for F-actin and ECM fibril alignment and that egg chamber elongation can occur independently from egg chamber rotation. My work uncouples some of the parallel processes that take place during oogenesis and changes the view on the mechanisms that drive tissue elongation in this important model system. / Das Strecken von Geweben ist ein wichtiger Prozess bei der Gestaltbildung während der Entwicklung von Organismen. Die Eikammer von Drosophila ist ein hervorragendes Modellsystem, um die Gewebestreckung zu untersuchen. Eine Eikammer besteht aus Keimbahnzellen und einem einschichtigen Follikelepithel, das die Keimbahn umschließt. Während die Eikammer heranwächst durchläuft sie eine drastische Gestaltveränderung von rund nach oval. Zeitgleich zur Streckung der Eikammer weist das Follikelepithel parallel angeordnete F-actin−Filamente, Mikrotubuli und Fasern der extrazellulären Matrix (ECM) auf, welche die Eikammer ringsum umlaufen. Zudem rotieren die Eikammern um ihre zukünftige Längsachse. Bisher nahm man an, die Rotation würde für die Ausrichtung der F-actin−Filamente, Microtubuli und ECM-Fasern gebraucht werden. Die Anordnung der F-actin−Filamente und ECM-Fasern bilden dann ein molekulares Korsett, das die Gewebestreckung fördert.
Das atypische Cadherin Fat2 wird für die Rotation der Eikammern, die umlaufende Anordnung der F-actin–Filamente, Microtubuli und ECM-Fasern sowie für die Streckung der Eikammern benötigt. Die Mechanismen, mit denen Fat2 die Gewebestreckung beeinflusst, sind allerdings unbekannt. In meinem Projekt führte ich eine Struktur-Funktions-Analyse von Fat2 durch.
Ich generierte eine Version von Fat2 mit einer Deletion der kompletten intrazellulären Region und eine zweite, die weder die intrazelluläre Region noch die Transmembran-Domäne besitzt und testete, ob diese Versionen die Funktionen von Fat2 in fat2-/- mutanten Eikammern kompensieren können. Meine Ergebnisse zeigen, dass die intrazelluläre Region für die Anordnung der Mikrotubuli und für die Rotation der Eikammern gebraucht wird. Die intrazelluläre Region wird jedoch weder für die Anordnung von F-actin–Filamenten und den ECM-Fasern noch für die Streckung der Eikammer benötigt. Meine Erkenntnisse zeigen erstmalig, dass die Streckung der Eikammern ohne Rotation stattfinden kann. Meine Arbeit entkoppelt damit mehrere parallel stattfindende Prozesse während der Entwicklung der Eikammer und eröffnet einen neuen Einblick in die Mechanismen der Gewebestreckung in diesem wichtigen Modellsystem.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa.de:bsz:14-qucosa-224807 |
| Date | 29 May 2017 |
| Creators | Aurich, Franziska |
| Contributors | Technische Universität Dresden, Fakultät Mathematik und Naturwissenschaften, Prof. Dr. Christian Dahmann, Prof. Dr. Christian Dahmann, Prof. Dr. Elisabeth Knust |
| Publisher | Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | English |
| Detected Language | German |
| Type | doc-type:doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
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