Molekulare Analyse der tubulären Morphogenese in Drosophila melanogaster

Behr, Matthias

Mit megatrachea (mega) und wurst habe ich zwei neue Drosophila Gene identifizieren können, die beide an der trachealen Astmorphogenese beteiligt sind. Claudine stellen integrale Komponenten der Tight Junctions (TJs) aus Vertebraten dar. MEGA ist das erste identifizierte Claudin-ähnliche Protein in Drosophila. Es beeinflusst die Bildung der Septate Junctions (SJs), die TJ äquivalente Strukturen der Invertebraten sind. Mega kontrolliert, ähnlich wie die Claudine, die transepitheliale Barriere. Des weiteren beeinflusst es die Form trachealer Zellen, jedoch nicht deren Polarität. MEGA ist für die Lokalisation integraler SJ Komponenten essentiell und scheint mit dem CORACLE-NEUREXIN-Komplex zu interagieren. Die Ergebnisse zeigen, dass Claudine zwischen Vertebraten und Drosophila strukturell und funktionell konserviert sind. TJs besitzen daher mit den SJs verwandte Komponenten. WURST ist ein Transmembranprotein und besitzt eine DnaJ-Domäne, eine spezifische Protein-Interaktionsdomäne. WURST kann keiner bekannten Proteinfamilie zugeordnet werden. Stattdessen besitzt WURST signifikant hohe Sequenzähnlichkeiten mit zwei unbekannten Genen aus Maus und Mensch. Mutantenanalysen offenbaren, dass WURST die Länge der Tracheenäste über tracheale Zellformveränderungen kontrolliert. Außerdem beteiligt sich WURST an der Lokalisation apikaler Lumenmarker und an der trachealen Gasfüllung.

With megatrachea (mega) and wurst, I could identify two novel Drosophila genes, which are both essential for regular tracheal branch morphogenesis. Vertebrate Claudins are integral components of Tight Junctions, which function as paracellular diffusion barriers in epithelia. MEGA, a Drosophila transmembrane protein, is homologous to different Claudins, and acts in Septate Junctions, the corresponding structure of invertebrates. My analysis revealed that MEGA has a transepithelial barrier function similar to the Claudins. Also, MEGA is necessary for normal tracheal cell morphogenesis but not for polarity. In addition, I received evidence that MEGA is essential for localization of the Septate Junction protein complex Coracle/Neurexin. The results indicate that Claudin-like proteins are functionally conserved between vertebrates and Drosophila. WURST is a transmembrane protein and contains a DnaJ domain, a specific protein-interaction-domain. However, WURST could not be classified to any known protein family. Instead, WURST reveals a significant homology to novel proteins in mouse and human. Mutant Analysis showed that wurst controls the length of tracheal branches via tracheal cell morphology. In addition, wurst is involved in apical localization of a luminal marker and is essential for tracheal gas filling.

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Behr, Matthias: Molekulare Analyse der tubulären Morphogenese in Drosophila melanogaster. 2003.

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