@phdthesis{Grafe2019,
  author    = {Grafe, Marianne Erika},
  title     = {Analysis of supramolecular assemblies of NE81, the first lamin protein in a non-metazoan organism},
  doi       = {10.25932/publishup-44180},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-441802},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {V, 94},
  year      = {2019},
  abstract  = {Lamine sind Proteine an der inneren Kernh{\"u}lle und bilden zusammen mit verbundenen Proteinen die nukle{\"a}re Lamina. Dieses Netzwerk sorgt f{\"u}r die Stabilit{\"a}t des Zellkerns und unterst{\"u}tzt die Organisation des Zell-Zytoskeletts. Zus{\"a}tzlich sind Lamine und ihre verbundenen Proteine in viele Prozesse wie Genregulation und Zelldifferenzierung involviert. Bis 2012 war der Stand der Forschung, dass nur bei mehrzelligen Organismen eine nukle{\"a}re Lamina zu finden ist. NE81 ist das erste lamin-{\"a}hnliche Protein, das in einem nicht-mehrzelligen Organismus (Dictyostelium discoideum) entdeckt wurde. Es hat viele Eigenschaften und Strukturmerkmale mit Laminen gemeinsam. Dazu z{\"a}hlt der dreiteilige Aufbau des Proteins, eine Phosphorylierungsstelle f{\"u}r ein Zellzyklus-abh{\"a}ngiges Enzym, ein Kernlokalisationssignal, wodurch das Protein in den Kern transportiert wird, sowie eine C-terminale Sequenz zur Verankerung des Proteins in der Kernh{\"u}lle. In dieser Arbeit wurden verschiedene Methoden zur vereinfachten Untersuchung von Laminstrukturen getestet, um zu zeigen, dass sich NE81 wie bereits bekannte Lamin-Proteine verh{\"a}lt und supramolekulare Netzwerke aus Laminfilamenten bildet. Zur Analyse der Struktur supramolekularer Anordnungen wurde das Protein durch Entfernen des Kernlokalisationssignals auf der {\"a}ußeren Kernh{\"u}lle von Dictyostelium gebildet. Die anschließende Untersuchung der Oberfl{\"a}che der Kerne mit einem Rasterelektronenmikroskop zeigte, dass NE81 Strukturen in der Gr{\"o}ße von Laminen bildet, allerdings nicht in regelm{\"a}ßigen filament{\"o}sen Anordnungen. Um die Entstehung der Laminfilamente zu untersuchen, wurde l{\"o}sliches NE81 aus Dictyostelium aufgereinigt und mit verschiedenen mikroskopischen Methoden untersucht. Dabei wurde festgestellt, dass NE81 unter Niedrigsalz-Bedingungen d{\"u}nne, fadenf{\"o}rmige Strukturen und Netzwerke ausbildet, die denen von S{\"a}ugetier-Laminen sehr {\"a}hnlich sind. Die Mutation der Phosphorylierungsstelle von NE81 zu einer imitierenden dauerhaften Phosphorylierung von NE81 in der Zelle, zeigte zun{\"a}chst ein gel{\"o}stes Protein, das {\"u}berraschenderweise unter Blaulichtbestrahlung der Zelle wieder lamin-{\"a}hnliche Anordnungen formte. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass NE81 echte Laminstrukturen ausbilden kann und hebt Dictyostelium als Nicht-S{\"a}ugetier-Modellorganismus mit einer gut charakterisierten Kernh{\"u}lle, mit allen relevanten, aus tierischen Zellen bekannten Proteinen, hervor.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Krueger2011,
  author    = {Kr{\"u}ger, Anne},
  title     = {Molekulare Charakterisierung von NE81 und CP75, zwei kernh{\"u}llen- und centrosomassoziierten Proteinen in Dictyostelium discoideum},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-53915},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2011},
  abstract  = {Lamine bilden zusammen mit laminassoziierten Proteinen die nukle{\"a}re Lamina. Diese ist notwendig f{\"u}r die mechanische Stabilit{\"a}t von Zellen, die Organisation des Chromatins, der Genexpression, dem Fortgang des Zellzyklus und der Zellmigration. Die vielf{\"a}ltigen Funktionen der Lamine werden durch die Pathogenese von Laminopathien belegt. Zu diesen Erkrankungen, welche ihre Ursache in Mutationen innerhalb der laminkodierenden Gene, oder der Gene laminassoziierter bzw. laminprozessierender Proteine haben, z{\"a}hlen unter anderem das „Hutchinson-Gilford Progerie Syndrom", die „Emery-Dreifuss" Muskeldystrophie und die dilatierte Kardiomyopathie. Trotz der fundamentalen Bedeutung der Lamine, wurden diese bisher nur in Metazoen und nicht in einzelligen Organismen detektiert. Der am{\"o}bide Organismus Dictyostelium discoideum ist ein haploider Eukaryot, der h{\"a}ufig als Modellorganismus in den verschiedensten Bereichen der Zellbiologie eingesetzt wird. Mit der Entdeckung von NE81, einem Protein das mit der inneren Kernh{\"u}lle von Dictyostelium discoideum assoziiert ist, wurde erstmals ein Protein identifiziert, dass man aufgrund seiner Eigenschaften als lamin{\"a}hnliches Protein in einem niederen Eukaryoten bezeichnen kann. Diese Merkmale umfassen die Existenz lamintypischer Sequenzen, wie die CDK1-Phosphorylierungsstelle, direkt gefolgt von einer zentralen „Rod"-Dom{\"a}ne, sowie eine typische NLS und die hoch konservierte CaaX-Box. F{\"u}r die Etablierung des NE81 als „primitives" Lamin, wurden im Rahmen dieser Arbeit verschiedene Experimente durchgef{\"u}hrt, die strukturelle und funktionelle Gemeinsamkeiten zu den Laminen in anderen Organismen aufzeigen konnten. Die Herstellung eines polyklonalen Antik{\"o}rpers erm{\"o}glichte die Verifizierung der subzellul{\"a}ren Lokalisation des NE81 durch Elektronenmikroskopie und gab Einblicke in das Verhalten des endogenen Proteins innerhalb des Zellzyklus. Mit der Generierung von NE81-Nullmutanten konnte demonstriert werden, dass NE81 eine wichtige Rolle bei der nukle{\"a}ren Integrit{\"a}t und der Chromatinorganisation von Zellen spielt. Des Weiteren f{\"u}hrte die Expression von zwei CaaX-Box deletierten NE81 - Varianten dazu, den Einfluss des Proteins auf die mechanische Stabilit{\"a}t der Zellen nachweisen zu k{\"o}nnen. Auch die Bedeutung der hochkonservierten CaaX-Box f{\"u}r die Lokalisation des Proteins wurde durch die erhaltenen Ergebnisse deutlich. Mit der Durchf{\"u}hrung von FRAP-Experimente konnte außerdem die strukturgebende Funktion von NE81 innerhalb des Zellkerns bekr{\"a}ftigt werden. Zus{\"a}tzlich wurde im Rahmen dieser Arbeit damit begonnen, den Einfluss der Isoprenylcysteincarboxylmethyltransferase auf die Lokalisation des Proteins aufzukl{\"a}ren. Die Entdeckung eines lamin{\"a}hnlichen Proteins in einem einzelligen Organismus, der an der Schwelle zu den Metazoen steht, ist f{\"u}r die evolution{\"a}re Betrachtung der Entwicklung der sozialen Am{\"o}be und f{\"u}r die Erforschung der molekularen Basis von Laminopathien in einem einfachen Modellorganismus sehr interessant. Die Arbeit mit Dictyostelium discoideum k{\"o}nnte daher Wege aufzeigen, dass Studium der Laminopathien am Tiermodell drastisch zu reduzieren. In den letzten Jahren hat die Erforschung unbekannter Bestandteile des Centrosoms in Dictyostelium discoideum große Fortschritte gemacht. Eine zu diesem Zwecke von unserer Arbeitsgruppe durchgef{\"u}hrte Proteomstudie, f{\"u}hrte zur Identifizierung weiterer, potentiell centrosomaler Kandidatenproteine. Der zweite Teil dieser Arbeit besch{\"a}ftigt sich mit der Charakterisierung eines solchen Kandidatenproteins, dem CP75. Es konnte gezeigt werden, dass CP75 einen echten, centrosomalen Bestandteil darstellt, der mikrotubuli-unabh{\"a}ngig mit der Core Struktur des Zellorganells assoziiert ist. Weiterhin wurde deutlich, dass die Lokalisation am Centrosom in Abh{\"a}ngigkeit vom Zellzyklus erfolgt und CP75 vermutlich mit CP39, einem weiteren centrosomalen Core Protein, interagiert.},
  language  = {de}
}