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Heavy metal attack
stress response analyses of Saccharomyces cerevisiae
Dagmar Hosiner
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Christoph Schüller
DOI
10.25365/thesis.22373
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29689.12519.496165-4
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Schwermetalle sind ein integraler Bestandteil unseres Lebens, sie können allerdings auch zu ernsthaften Zellschädigungen und Erkrankungen bis hin zum Tod eines Organismus führen. Obwohl die Wissenschaft in den letzten Jahrzehnten wichtige Erkenntnisse auf dem Gebiet der Metallforschung gewonnen hat, bleiben nach wie vor noch unzählige Fragen offen, vor allem in Bezug auf zelluläre Metallsensoren und Signaltransduktions Kaskaden als auch hinsichtlich molekularer Details variabler Verteidigungsstrategien gegen toxische Metalle und deren zugrunde liegende regulatorische Mechanismen. Um Antworten auf diese ungelösten Fragen zu erlangen, haben wir Genom-weite transkriptionelle Stressreaktionen der einzelligen eukaryontischen Bäckerhefe Saccharomyces cerevisiae auf Silber, Aluminium, Arsen, Cadmium, Kobalt, Quecksilber, Mangan, Nickel, Vanadium und Zink mit Hilfe der cDNA Mikrochip Technik untersucht.
Die Zielvorgabe dieser Arbeit war die Entdeckung einzelner Gene beziehungsweise miteinander interagierender Stoffwechselwege und deren Regulationsmechanismen, welche bisher im Zusammenhang mit Metallstress noch nicht beschrieben wurden. Die Datenanalyse ergab zahlreiche interessante Entdeckungen, die teilweise bereits publiziert wurden und wie folgt zusammengefasst werden können: 1) Jedes einzelne Metall ruft eine individuelle Stressantwort in Hefe hervor, und es gibt keine generelle Abwehrstrategie gegen physiologisch zu hohe intrazelluläre Metallkonzentrationen, obwohl bestimmte zelluläre Entgiftungsmechanismen auch gegen mehrere Metalle wirken. 2) Arsenstress inhibiert die hoch konservierte Target Of Rapamycin Complex 1 (TORC1) Protein Kinase. 3) Der Transkriptions Faktor Stb5 spielt während der Adaptierung von Hefezellen an akuten und chronischen Quecksilberstress eine wichtige Rolle. 4) Das bisher nur unzureichend charakterisierte Membranprotein Pun1 ist unter Manganstress an der Aufrechterhaltung der Zellwand Integrität beteiligt.
Abstract
(Englisch)
Metals are an integral part of life and the threatening influence of metal toxicity on organisms is well established today. Over the last decades a considerable amount of studies contributed to new insights into the research of metal toxicity and cellular metal defense strategies. But still little is known about metal sensing and signalling mechanisms or about molecular details of metal defense strategies and their fundamental regulatory associations. To find answers to these issues we investigated the genome-wide transcriptional response of the baker´s yeast, Saccharomyces cerevisiae, following the stress conditions of silver, aluminium, arsenic, cadmium, cobalt, mercury, manganese, nickel, vanadium, and zinc. For generation of expression profiles of yeast cells in response to metal stress we used cDNA microarray technology.
The aim of this study was in particular to identify new genes and pathways as well as putative common transcriptional regulators participating in the cellular response to metal stress. The results have been partially published and can be summarized as follows: 1) Yeast cells respond highly specific to each metal ion and no common detoxification strategy exists for acute metal stress in principal. 2) The Target Of Rapamycin Complex 1 (TORC1) protein kinase participates in arsenic stress. 3) The transcription factor Stb5 (Yhr178w) plays an important role during the adaption of yeast cells to acute and chronic mercury treatment. 4) The hitherto scarcely characterized plasma membrane protein Pun1 (Ylr414c) participates in the maintenance of cell wall integrity upon manganese exposure.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
metal stress metal toxicity yeast metal defense cDNA microarray transcript profile
Schlagwörter
(Deutsch)
Metallstress Metalltoxizität Hefe Metallabwehr cDNA Mikrochip Transkriptionsprofil
Autor*innen
Dagmar Hosiner
Haupttitel (Englisch)
Heavy metal attack
Hauptuntertitel (Englisch)
stress response analyses of Saccharomyces cerevisiae
Paralleltitel (Deutsch)
Schwermetall Angriff: Stressantwort Analysen von Saccharomyces cerevisiae
Publikationsjahr
2012
Umfangsangabe
174 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Markus Tamas ,
Wolfgang Löffelhardt
Klassifikation
42 Biologie > 42.20 Genetik
AC Nummer
AC10731633
Utheses ID
19984
Studienkennzahl
UA | 091 | 441 | |