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Studies on the interactions of plectin with laminin receptors in Schwann cells
Karl Wögenstein
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Molekulare Biologie
Betreuer*in
Gerhard Wiche
DOI
10.25365/thesis.12502
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29713.07962.258169-2
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Plectin ist ein etwa 500 kDa großes und sehr vielseitiges cytoskelettäres Linkerprotein. Es ist ein Mitglied der Plakine oder Cytolinker. Plectin kann an alle drei cytoskelettären Filament Systeme binden: das Aktin Filamentsystem, das Intermediärfilamentsystem und Mikrotubuli. Des Weiteren verleiht Plectin auch ganzen Geweben Stabilität indem es an Zell-Matrix Kontaktstellen bindet. Im Zuge dieser Diplomarbeit wurden Plectins Rollen in Schwann Zellen (SZ) untersucht. SZ sind die Glia Zellen des peripheren Nerven-systems (PNS). Zu ihren Funktionen gehören die elektrische Isolation des Axons, sowie die mechanische Verbindung des Axons mit der umgebenden Basalmembran und die Signaltransduktion zwischen Axon und extrazellulärer Matrix.
Mittels Immunoblotting-Analyse und Immunfluoreszenz-Mikroskopie konnte ich die Expression der Plectin-Isoformen 1, 1c und 1f sowohl in SZ des Ischiasnervs als auch in primären SZ zeigen. Hinweise auf zwei stabilisierende Verbindungen, bei denen Plectin zwei Laminin 211-Rezeptor-Komplexe [Dystrophin-Glycoprotein-Komplex (DGK) und Integrin α6ß4] an das Intermediärfilamentsystem koppelt, ergaben sich durch Co-Immunopräzipitation und Protein-Overlay-Experimente. Mithilfe einer Mauslinie, mit einem konditionellen Plectin-Knockout in SZ (P0-Cre/cKO), konnte ich die Effekte von fehlendem Plectin auf die Funktion von SZ in situ untersuchen. Ich konnte Veränderungen in der subzellulären Verteilung von α- und ß-Dystroglycan (Mitglieder des DGK) in Ischiasnerven aus P0-Cre/cKO Mäusen beobachten. Diese Veränderungen wurden vermutlich durch den Verlust der Verankerung des DGK am Intermediär-filament-System und der daraus resultierenden verstärkten Spaltung von ß-Dystroglycan durch Matrix-Metalloproteinasen verursacht. Immunfluoreszenz-Mikroskopie von gezupften P0-Cre/cKO Nervenfasern zeigte keine Veränderungen in der Kompart-mentalisierung von myelinisierenden SZ oder des Axons. Möglicherweise wurde der Verlust von Plectin durch verstärkte Expression wichtiger Proteine des DGK und des Integrin α6ß4 Komplexes kompensiert. Solche verstärkten Expressionen konnte ich durch semiquantitative komparitive Immunoblotting-Analysen zeigen. Die phenotypische Analyse primärer SZ, isoliert aus Ischiasnerven von Wildtyp und P0-Cre/cKO Mäusen, zeigte reduzierte Motilität von Plectin-defizienten SZ. Zusätzlich konnte ich bei Plectin defizienten-SZ eine erhöhte Retraktion von Fortsätzen nach Behandlung mit dem Signalmolekül Lysophosphatidylsäure beobachten.
Abstract
(Englisch)
Plectin is a large (~ 500 kDa) and versatile cytoskeletal linker protein which belongs to a protein family called plakins or cytolinkers. It is able to bind to all major cytoskeletal filament systems: actin (micro)filaments, intermediate filaments and microtubules. Furthermore, plectin binds to cell-matrix junctional complexes, thus confering mechanical stability not only to single cells but whole tissues. In this diploma thesis, plectin’s roles in Schwann cells (SCs) were investigated. SCs are the glia cells of the peripheral nervous system (PNS), where they play essential roles in electrically isolating the axon, connecting the axons to the surrounding basal membrane and transducing signals from the extracellular matrix (ECM) and the axon.
Performing immunoblotting experiments and immunofluorescence microscopy I could demonstrate the expression of plectin isoforms 1, 1c and 1f in SCs in sciatic nerve as well as in primary SCs. Results from co-immunoprecipitation (Co-IP) experiments suggested that in SCs plectin interacts with integrin α6β4 and the dystrophin-glycoprotein complex (DGC), two laminin 211 binding receptor complexes in the abaxonal SC membrane. Furthermore, I have shown that plectin binds to sciatic nerve vimentin via co-IP and overlay experiments. Using a mouse model with a SC-specific conditional plectin knockout (P0-Cre/cKO) I could investigate the effects of plectin ablation on SC functions. I found that protein expression levels of constituents of DGC as well as of the integrin α6β4 complex were altered in P0-Cre/cKO sciatic nerves. Furthermore I could detect changes in the subcellular distribution of α- and β-dystroglycan (members of the DGC) in P0-Cre/cKO sciatic nerve which possibly resulted from increased cleavage of β-dystroglycan by a matrix metalloprotease. No changes in the compartmentalization and molecular differentiation of myelinating SCs could be observed in P0-Cre/cKO nerve fibers by immunofluorescence microscopy. Phenotypic analysis of primary SCs derived from sciatic nerve of wild-type and P0-Cre/cKO mice demonstrated reduced motility of plectin-null SCs growing on laminin 211. Furthermore P0-Cre/cKO SCs showed increased process retraction upon treatment with the signaling molecule lysophosatidic acid (LPA).
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
plectin Schwann cells peripheral nervous system laminin laminin-receptors beta-dystroglycan integrins P0-Cre/cKO cytoskeleton cytolinker plakins glia
Schlagwörter
(Deutsch)
Plectin Schwann Zellen Peripheres Nervensystem Laminin Laminin-Rezeptoren beta-Dystroglycan Integrine P0-Cre/cKO Cytoskelett Cytolinker Glia
Autor*innen
Karl Wögenstein
Haupttitel (Englisch)
Studies on the interactions of plectin with laminin receptors in Schwann cells
Paralleltitel (Deutsch)
Plektin-Laminin Rezeptor Interaktionen in Schwann Zellen
Publikationsjahr
2010
Umfangsangabe
96 S.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Gerhard Wiche
Klassifikation
42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie
AC Nummer
AC08749096
Utheses ID
11272
Studienkennzahl
UA | 490 | | |