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Connecting double strand breaks and synaptonemal complex assembly in C.elegans
Christina Wegrostek
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Molekulare Biologie
Betreuer*in
Verena Jantsch-Plunger
DOI
10.25365/thesis.14945
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29977.59334.553461-3
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Das C.elegans him-19 Gen wurde als ein Faktor identifitziert, der in der frühen meiotischen Prophase-1 benötigt wird. Zytologische Beobachtungen zeigten, dass mutierte him-19 Würmer wahrscheinlich fehlerhaft in der Induktion von DNS Doppelstrang-Brüchen (DSB) und im Aufbau des synaptonemalen Komplexes (gemessen an der Polymerisation von SYP-1) sind, welche teilweise durch künstlich induzierte DSBs via gamma-Betrahlung wieder hergestellt werden können. Im Gegensatz dazu wurde berichtet, dass die Induktion von DSB –die Voraussetzung für Rekombination- und der Aufbau des synaptonemalen Komplexes (SC) zwischen den Chromosomen unabhängig voneinander stattfinden in der Meiose von Wildtyp C.elegans. Dennoch zeigten C.elegans him-19 Mutanten, dass DSB und Aufbau des SC in einem neuen Pfad verbunden werden können. Der genetische Hintergrund von him-19 erlaubt mir die Rolle von Rekombinations-Zwischenprodukten in der Förderung oder Hemmung der Polymerisation von SYP-1 zu untersuchen. C.elegans Doppel-Mutanten, welche in verschiedenen Schritten der DSB-Prozessierung beeinträchtigt und hauptsächlich an homologer Rekombination (mre-11, rad-51, msh-5 and zhp-3) und Chromosomen-Bewegung (sun-1) beteiligt sind, zeigten eingeschränkte SYP-1-Polymerisation in einem Hintergrund mit fehlerhaftem him-19 Gen. Auch wenn künstlich induzierte DSB teilweise die Lokalisation von SYP-1 wieder herstellen, umgehen diese nicht die Notwendigkeit von MRE-11, RAD-51 und MSH-5 um die Polymerisation von SYP-1 in der Abwesenheit von HIM-19 einzuleiten. Interressanterweise polymerisiert SYP-1 durch Betrahlung wesentlich ausgedehnter in him-19 zhp-3 verglichen zu him-19 Mutanten. Folglich deckte meine Arbeit eine neue Aktivität des ZHP-3 Proteins in der Beschränkung der SC-Polymerisation auf. Im Gegensatz zu der verbesserten Polymerisation von SYP-1 in bestrahlten him-19 Mutanten zeigten FISH Analysen, dass die homologe Chromosomen-Paarung durch Bestrahlung nicht erhöht werden konnte , was wiederum auf nicht-homologe Synapse oder SC Polymerisation auf individuellen Chromosomenachsen hinweist.
Abstract
(Englisch)
The C.elegans him-19 gene is required in early meiotic prophase 1. Cytological observations showed that him-19 mutant worms are likely deficient in double strand break (DSB) induction and synaptonemal complex (SC) formation (as evidenced by SYP-1 polymerization), which can be partially rescued by artificially induced breaks by γ-irradiation. In contrast, DSB induction –the prerequisite for recombination- and synaptonemal complex assembly between chromosomes were reported to take place independently in wild-type C.elegans meiosis. However, the C.elegans him-19 mutant revealed that DSBs and synaptonemal complex assembly can be connected through a new pathway and the him-19 genetic background allowed me to investigate the role of recombination intermediates promoting or inhibiting SYP-1 polymerization. C.elegans double mutants affected in different steps of DSB-processing, mostly concerning the homologous recombination pathway (mre-11, rad-51, msh-5 and zhp-3) and chromosome movement (sun-1) showed restricted SYP-1 polymerization in the him-19 deficient background. Even though artificially induced DSBs partially restore SYP-1 localization onto chromosomes in him-19, they do not circumvent the need of MRE-11, RAD-51 and MSH-5 for triggering SYP-1 polymerization in the absence of HIM-19. Interestingly, SYP-1 polymerized more extensively in irradiated him-19 zhp-3 when compared to him-19 single mutants. Thus my work uncovered a novel activity of the ZHP-3 protein in restricting SC polymerization. In contrast to enhanced SYP-1 polymerization in irradiated him-19 mutants, homologous pairing of chromosomes was not augmented upon irradiation as assessed by FISH analyses, indicating non-homologous synapsis or SC polymerization onto individual chromosome axes.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
meiosis C.elegans synaptonemal complex recombination
Schlagwörter
(Deutsch)
Meiose C.elegans Synaptonemaler Komplex Rekombination
Autor*innen
Christina Wegrostek
Haupttitel (Englisch)
Connecting double strand breaks and synaptonemal complex assembly in C.elegans
Paralleltitel (Deutsch)
Verbinden von Doppelstrang-Brüchen und dem Aufbau des Synaptonemalen Komplex in C.elegans
Publikationsjahr
2011
Umfangsangabe
65 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Verena Jantsch-Plunger
AC Nummer
AC09415390
Utheses ID
13411
Studienkennzahl
UA | 490 | | |