Der Ursprung der IF-Multigenfamilie bei Chordaten. Neue Daten und Analysen zur Evolution zytoplasmatischer Intermediärfilament-Proteine.

Zimek, Alexander

Intermediärfilamentproteine (IF-Proteine) sind ein wichtiger stabilisierender Bestandteil des Zytoskeletts tierischer Zellen. Protostomische IF-Proteine habe eine laminartige Struktur, bei Chordaten fehlen 42AS in der coil1b-Subdomäne und das Laminhomologiesegment (LHS) im tail. Bei allen Chordaten und einigen Protostomiern gibt es Multigenfamilien. Das Ziel dieser Arbeit war die Bestimmung des Ursprungs der IF-Multigenfamilie der Chordaten.Dazu habe ich jeweils ein IF-Protein von P.caudatus, S.kowalevskii und C.intestinalis sowie ein Ciona-Lamin kloniert. Die IF-Proteine von P.caudatus und C.intestinalis stimmen mit den entsprechenden Grundtypen überein. Das Lamin hat eine bei allen Tunikaten vorhandene Deletion von 90 AS in der tail-Domäne. Das zytopl. IF-Protein des Hemichordaten S.kowalevskii hat ein Laminhomologiesegment im tail und eine im Vergleich mit protostomischen IF-Proteinen nur geringfügig verkürzte coil1b-Subdomäne.Zum ersten Mal werden damit die Merkmale protostomischer IF-Proteine im deuterostomischen Phylum nachgewiesen. Obwohl in Echinodermata noch keine zytopl. IF-Proteine nachgewiesen werden konnten kann nun die Gegenwart eines protostomischen, laminähnlichen IF-Prototyps in der Stammart der Deuterostomier begründet werden. Der kurze IF-Prototyp entstammt jedoch den primitiven Chordaten und führte durch Genduplikationen und Sequenzdrift zur Bildung der humanen IF-Multigenfamilie mit über 62 Mitgliedern.

Intermediate filament proteins (IF-proteins) are important stabilizing components of the cytoskeleton in animal cells. Two IF-prototypes exist: Protostomic IF-proteins have a lamin-like structure. Chordate IF-proteins 42AA in the coil1b-subdomain and the laminhomology-Segment (LHS) in the tail domain. IF-multigene-families exist in all Chordates and in some Protostomes. The aim of this work is to identify the origin of the chordate IF-multigene-family. I therefore cloned one IF-protein each of P.caudatus, S.kowalevskii and C.intestinalis, as well as a Ciona-lamin. The IF-proteins from P.caudatus and C.intestinalis correspond to with the respective prototypes. The Lamin carries a 90AA-deletion in the tail-domain, which is common to all tunicate Lamins. The cytopl. IF-protein from the hemichordate S.kowalevskii shows an LHS in the tail-domain and, compared with protostomic IF-Proteins, a minor deletion in the coil1b-subdomain. For the first time, characteristics of protostomic IF-Proteins have be shown in the deuterostomic kingdom. Although cytopl. IF-Proteins from Echinoderms have not been cloned until now, the presence of a protostomic lamin-like IF-prototype in the first deuterostomes cannot be doubted any more. However, the short IF-prototype has its origin in the primitive Chordates. By means of geneduplication and sequence-divergence the formation of the human IF-multigene-family with more than 62 members arose.

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Zimek, Alexander: Der Ursprung der IF-Multigenfamilie bei Chordaten. Neue Daten und Analysen zur Evolution zytoplasmatischer Intermediärfilament-Proteine.. 2002.

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