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Interactions between Lef/Tcf and β-catenin for transcriptional activation in Wnt signaling and antisense function of modified peptide nucleic acids in Medaka fish
Sebastian Dorn
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Erwin Heberle-Bors
DOI
10.25365/thesis.19078
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29401.18991.565760-0
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
In allen Metazoa steuert der Wnt-Signaltransduktionsweg elementare Zellprozesse inklusive die transkriptionelle Steuerung seiner Zielgene über einer Interaktion zwischen β-catenin und den Transkriptionsfaktoren Tcf/Lef im Zellkern. Die Komplexbildung von β-catenin und Tcf/Lef erfolgt primär über die N-terminale Bindungsdomäne von Tcf/Lef. In dieser Studie konnte ich die Existenz einer zweiten Interaktionsdomäne von Lef1, Tcf3 und Tcf1 innerhalb der DNA bindenden HMG box bestätigen, die zu einer verbesserten DNA-Bindung führt. Für diese Interaktion mit β-catenin scheinen die Armadillo-Sequenzen 10 bis 12 verantwortlich zu sein. Dieser „β-catenin Effekt” wurde mit Luciferase Reportern mit spezifischen und schwachen Tcf/Lef DNA-Bindungsstellen, die von Enhancern/Promotoren von den Wnt Zielgenen Otx2, Axin2, c-myc und naked cuticle herrühren, entdeckt, was in diesen Fällen auf eine biologische Rolle für eine effiziente Transkription hindeutet.
In einer weiteren Studie wurde die Fähigkeit von chemisch modifizierten „Peptide Nucleic Acids“ (PNAs) für eine effiziente Herunterregulation von Genen in Medakafischen gezeigt. PNAs stellen artifiziell synthetisierte Polymere, die aus N-(2-Aminoethyl)-Glycin Elementen bestehen, die über Peptidbindungen verknüpft und mit verschiedenen Purin- bzw. Pyrimidinbasen versehen sind, dar. Mit Injektionsexperimenten in Medaka Embryos konnte die Eigenschaften der PNAs mit Hilfe einer bestimmten Länge, eines chemisch veränderten Rückrats und variabler chemischer Endgruppen so weit verbessert werden, dass eine effiziente Herunterregulation von, während der Gastrulation im Neuralrohr exprimierten Gene, Tcf3 und Six3, resultierte. Normalerweise wirken diese beide Gene entgegen dem aktiven Wnt-Signaltransduktionsweg, um einen von anterior nach posterior aufsteigenden Gradienten, der für die Entwicklung des Vorderhirns entscheidend ist, zu erzeugen. Die Hinunterregulationen von Six3 and Tcf3 führten zu starken Entwicklungsstörungen im Vorderhirn.
Abstract
(Englisch)
The canonical Wnt signaling pathway is involved in elementary cell processes in all metazoan organisms, including transcriptional control of target genes over an interaction between β-catenin and the transcription factors Tcf/Lef. The formation of the β-catenin-Tcf/Lef complex is primarily carried out by the N-terminal binding domain of Tcf/Lef. In this study I could confirm a second weak interaction in the HMG box in combination with improved DNA binding of Tcf/Lef proteins over the Armadillo repeats 10 to 12 of β-catenin. This β-catenin effect was examined by using reporters with specific low affinity Tcf/Lef binding motifs from the enhancers/ promoters of the Wnt target genes Otx2, Axin2, c-myc and naked cuticle, indicating a biological role in case of weaker Tcf/Lef- DNA interactions for an efficient gene upregulation.
In a further study the strong knockdown function of modified peptide nucleic acids (PNAs) could be demonstrated in Medaka fish. PNAs represent artificially synthesized polymers with N-(2-aminoethyl)-glycine units linked by peptide bonds with various purine and pyrimidine bases. Performing injection experiments in Medaka embryos the effect of PNAs could be improved by modifying length, backbone and end groups leading to a block of the genes Tcf3 and Six3 which are anteriorly expressed in the neural tube during gastrulation. Usually these genes antagonize the active Wnt signaling pathway to create a gradient increasing from anterior to posterior, resulting in the normal development of the forebrain. By doing a knockdown of Six3 and Tcf3, the formation of the forebrain was strongly inhibited.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Wnt signalling pathway interactions between Tcf/Lef and beta-catenin second additional interaction domain of Tcf/Lef transcriptional activation of Wnt target genes Peptide nucleic acids chemical modifications downregulation of Six3 Tcf3 in Medaka fish
Schlagwörter
(Deutsch)
Wnt-Signaltransduktionsweg Interaktionen zwischen Tcf/Lef und beta-catenin zusätzliche Interaktionsdomäne von Tcf/Lef für verbesserte DNA-Bindung transkriptionelle Kontrolle von Wnt Zielgenen Peptide Nucleic Acids chemische Modifikationen Herunterregulation von Six3 und Tcf3
Autor*innen
Sebastian Dorn
Haupttitel (Englisch)
Interactions between Lef/Tcf and β-catenin for transcriptional activation in Wnt signaling and antisense function of modified peptide nucleic acids in Medaka fish
Paralleltitel (Deutsch)
Interaktionen zwischen Lef/Tcf für eine transkriptionelle Aktivierung im Wnt-Signaltransduktionsweg und antisense Funktionen von modifizierten Peptide Nucleic acids im Medakafisch
Publikationsjahr
2011
Umfangsangabe
227 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Michael Schopp ,
Kerstin Tessmar
Klassifikation
42 Biologie > 42.20 Genetik
AC Nummer
AC09037413
Utheses ID
17093
Studienkennzahl
UA | 091 | 441 | |