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The muscle specific transcriptome of Nematostella vectensis
Alexander Leithner
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Ulrich Technau
Alle Rechte vorbehalten / All rights reserved
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29696.63767.991260-3
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)

Abstracts

Abstract
(Deutsch)
Sowohl in Bilateria als auch in Cnidaria, den beiden Schwestergruppen innerhalb der Eumetazoa, kommt glatte als auch gestreifte Muskulatur vor. Der evolutionäre Ursprung der Muskelzelle ist jedoch unklar und bereits seit Jahrzehnten Gegenstand der Forschung. Eine aktuelle Studie kommt zu dem Schluss, dass Muskelzellen, ausgehend von einem Set grundlegender kontraktiler Proteine, welche lange vor dem Auftauchen der ersten Muskelzelle vorhanden waren, evolvierten. Des Weiteren dürften stammesspezifische Innovation sowie funktionelle Anforderungen eine sehr große Rolle bei der Evolution der Muskeln in den verschiedenen Tierstämmen gespielt haben. Um tiefere Einblicke in die Evolution der Muskulatur zu bekommen und wenn möglich die Muskelzelle des letzten gemeinsamen Vorfahren von Cnidaria und Bilateria zu rekonstruieren, ist es von großer Wichtigkeit an das muskelspezifische Transkriptom eines basalen Cnidarias zu gelangen. Um dieses Ziel zu erreichen, wurden in der vorliegenden Arbeit mCherry exprimierende Retraktormuskelzellen der Seeanemone Nematostella vectensis mittels Fluorescence Activated Cell Sorting (FACS) isoliert. Daran anschließend, wurde die RNS der Zellen isoliert, in cDNS umgesetzt und amplifiziert und schließlich dazu verwendet Illumina cDNS Bibliotheken zu synthetisieren. Die resultierenden retraktormuskelspezifischen Transkriptom-Bibliotheken wurden Solexa sequenziert und schließlich, mit bioinformatischen Methoden analysiert. Das Resultat dieser Analyse ist ein Set, bestehend aus 70 in Retraktormuskeln differenziell exprimierter Gene, welches mittels Vergleich mit bekannten Muskelgenen, Gen Ontologie (GO) Termini Analyse und in-situ Hybridisierungen verifiziert wurde. Die Resultate dieser Arbeit deuten darauf hin, dass der Großteil der differenziell exprimierten Gene tatsächlich verstärkt in den Retraktormuskeln exprimiert wird bzw. dafür spezifisch ist. Dies wird dazu beitragen die Retraktormuskelzellen von Nematostella, sowohl auf der strukturellen als auch auf der regulatorischen Ebene besser charakterisieren zu können. Darüberhinaus wurden einige Transkriptionsfaktoren gefunden, die möglicherweise an der Muskelentwicklung und Differenzierung maßgeblich beteiligt sind.
Abstract
(Englisch)
Smooth- as well as striated muscle occurs in the eumetazoan sister groups of Cnidaria and Bilateria but their evolutionary relationship remains blurry. A very recent study comes to the conclusion that muscle cells evolved from an ancestral contractile apparatus that predates the occurrence of the first muscle cell. Furthermore, they argue that muscle evolution was mainly driven by lineage specific innovations and functional constraints. However, to reconstruct the muscle cell of the last common ancestor of Bilateria and Cnidaria and thus to gain further insights into muscle evolution, it is necessary to describe the muscle cell specific transcriptome of a basal cnidarian. To this end, transgenic endodermal mCherry expressing retractor muscle cells of the sea anemone Nematostella vectensis were isolated, using Fluorescence Activated Cell sorting (FACS). From the isolated muscle cells, transcriptome libraries where generated that were subjected to high-throughput sequencing and then compared to non-muscle cells. This resulted in a set of seventy genes, specifically expressed in retractor muscle cells. These genes were compared with known muscle genes and searched for overrepresented Gene Ontology (GO) terms. Additionally, a subset of genes was also analyzed by in-situ hybridizations. The results of this analysis reveal one third of these genes to play a role in structure, function and regulation of muscle cells, including all Nematostella muscle specific genes known to date. Furthermore, a group of G-protein coupled receptors, genes of the FGF signaling pathway and a small set of transcription factors, possibly involved in development and differentiation of retractor muscle cells, are differentially expressed. Furthermore, a large and diverse group of genes with unknown function and homologies was identified. The results of this work suggest that the applied experimental procedure was able to enrich for retractor muscle cells and that the differentially expressed genes are primarily either muscle specific or muscle enriched. This will help to better characterize the structural and regulatory properties of Nematostella muscle cells.

Schlagwörter

Schlagwörter
(Englisch)
Nematostella vectensis muscle cells transcriptome mCherry
Schlagwörter
(Deutsch)
Nematostella vectensis Muskeln Transkriptom mCherry
Autor*innen
Alexander Leithner
Haupttitel (Englisch)
The muscle specific transcriptome of Nematostella vectensis
Paralleltitel (Deutsch)
Das muskelspezifische Transkriptom von Nematostella vectensis
Publikationsjahr
2012
Umfangsangabe
89 S.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Ulrich Technau
Klassifikationen
42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie ,
42 Biologie > 42.21 Evolution ,
42 Biologie > 42.23 Entwicklungsbiologie
AC Nummer
AC11034694
Utheses ID
20866
Studienkennzahl
UA | 066 | 877 | |
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