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The genetic makeup of the Drosophila piRNA pathway
Dominik Handler
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Molekulare Biologie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
PhD-Studium (Doctor of Philosophy) (Dissertationsgebiet: Molekulare Biologie)
Betreuer*in
Julius Brennecke
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Alle Rechte vorbehalten / All rights reserved
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29558.88301.615359-0
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Abstracts

Abstract
(Deutsch)
Der piRNA pathway ist ein Abwehrmechanismus, der das Erbgut in der tierischen Keimbahn vor der Aktivität mobiler genetischen Elemente (Transposons) schützt. Der piRNA pathway basiert auf der Funktion kleiner RNA Moleküle, den sogenannten piRNAs, welche von Argonaut Proteinen der PIWI Familie (Drosophila: Aubergine (Aub), Argonaute-3 (AGO3) und Piwi) gebunden sind. Aktive Tranpsosons werden über Sequenzkomplementarität zwischen piRNAs und Transposon mRNAs erkannt. In Drosophila ist der piRNA pathway in der Keimbahn und in den umgebenden somatischen Zellen aktiv. In den somatischen Zellen ist ein vereinfachter und linearer piRNA pathway aktiv. In diesem werden einzelsträngige piRNA Vorläufertranskripte im Zytoplasma in piRNAs prozessiert. Diese werden in Piwi geladen, welches das einzig vorhandene PIWI Protein in diesen Zellen ist. Der finale Piwi-piRNA Komplex wird in den Zellkern transportiert, wo er die Transkription von Transposons unterbindet. In der Keimbahn ist zusätzlich zu diesem linearen Mechanismus noch ein sekundärer piRNA pathway aktiv. In diesem haben Aub und AGO3 eine Schlüsselrolle indem sie Transposontranskripte gegensätzlicher Komplementarität schneiden, was zur Amplifikation sogenannter sekundärer piRNA führt. Wie die Prozesse des piRNA pathways im Detail funktionieren ist weitgehend unbekannt. Deshalb habe ich alle in den somatischen Zellen expremierten Gene auf Funktionen im piRNA pathway untersucht. Anschließend zeigte ich, dass das mitochondrial gebundene Protein CG2183/Gasz essentiell für die Entstehung von piRNAs ist und. dass der Exon-Junction-Komplex für das korrekte Spleissen der piwi mRNA benötigt wird. Anhand der beiden Studien wird deutlich dass der genetische Screen zahlreiche vielversprechende Ansatzpunkte aufgedeckt hat, die fuer das molekulare Verständnis des piRNA pathway instrumental sein werden.
Abstract
(Englisch)
The piRNA pathway is a small RNA based defense mechanism that acts in animal gonads. Its main function is the protection of the genome against the detrimental effects of transposable element (TE) activity. Argonaute proteins of the PIWI clade (in Drosophila: Aubergine (Aub), Argonaute-3 (AGO3) and Piwi) in conjunction with their bound small RNAs (piRNAs) form the core of the piRNA pathway. In flies the piRNA pathway is active in the germline and the somatic follicle cell of the ovary. In the somatic cells a linear pathway is active where single-stranded piRNA precursor transcripts are processed into primary piRNAs that mediates TGS of TEs in the nucleus. In the germline, besides this linear pathway a secondary piRNA pathway is active in which Aub and AGO3 reciprocally cleave sense and antisense TE transcripts, leading to the amplification of silencing competent piRNAs. The mechanisms behind the processes required for a functional piRNA pathway are largely unknown. Therefore, I performed an RNAi screen to identify novel factors involved in the Drosophila somatic piRNA pathway. In addition, I showed that CG2183/Gasz, that is anchored into the outer mitochondrial membrane, is indispensible for primary piRNA biogenesis and that the exon junction complex is indispensable for the splicing of piwi mRNA. Taken together, the insight obtained by studying Gasz and the exon junction complex indicate that the genetic piRNA pathway screen uncovered a wealth of exciting entry points towards a molecular understanding of the piRNA pathway as well as processes that are intricately linked to it.

Schlagwörter

Schlagwörter
(Englisch)
piRNA pathway Drosophila Gasz Exon Junction Complex
Schlagwörter
(Deutsch)
piRNA pathway Drosophila Gasz Exon Junction Complex
Autor*innen
Dominik Handler
Haupttitel (Englisch)
The genetic makeup of the Drosophila piRNA pathway
Publikationsjahr
2014
Umfangsangabe
157 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
René Ketting ,
Renée Schröder
Klassifikationen
42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie ,
42 Biologie > 42.15 Zellbiologie ,
42 Biologie > 42.20 Genetik
AC Nummer
AC12130418
Utheses ID
31207
Studienkennzahl
UA | 094 | 490 | |
Universität Wien, Universitätsbibliothek, 1010 Wien, Universitätsring 1