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The link between membrane trafficking and cell motility
Martin Werner Breuss
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
John-Victor Small
DOI
10.25365/thesis.3569
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29706.14352.207870-9
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Um sich fortbewegen zu können, muss eine Zelle mit spezialisierten Adhäsionskomplexen fest an ihrem Substrat haften. Die größten dieser Komplexe, „Fokale Adhäsionen“, sind äußerst stabil und bilden eine molekulare Kupplung zwischen dem zellulären Zytoskelett und der extrazellulären Matrix. Zur selben Zeit zeigen diese allerdings hochgradig regulierten Molekülaustausch um zelluläre Bewegung zu ermöglichen. Darüber hinaus sind Fokale Adhäsionen auch an Signaltransduktionsprozessen beteiligt, sowohl für von der Zellumgebung ins Innere der Zelle als auch für nach außen gehende Signale. Es überrascht daher nicht, dass mehr als 150 Proteine für all diese Funktionen benötigt werden.
In dieser wissenschaftlichen Arbeit, untersuchte ich den möglichen Molekülaustausch des Fokalen Adhäsion Proteins Paxillin durch den vesikulären Transport und den Einfluss des Clathrin-Adapters EpsinR auf die Organisation der Fokalen Adhäsionen. Von einem Paxillin-Protein, dessen LIM3-Domäne durch Mutationen geschädigt ist, war bereits bekannt, dass es in Vesikeln lokalisiert ist. Ich konnte zeigen, dass dieses Protein auch in Fokalen Adhäsionen nachweisbar ist, ähnlich dem Wildtyp-Paxillin. Dies deutet an, dass die vesikuläre Lokalisation kein Artefakt ist. Darüber hinaus konnte ich mit der Hilfe von 3D-Dekonvolution Vesikel-ähnliche Strukturen beobachten, die Wildtyp-Paxillin beinhalteten. Zusammen zeigen diese Erkenntnisse auf, dass vesikulärer Transport möglicherweise im Molekülaustausch von Paxillin eine Rolle spielt.
Während meiner Diplomarbeit, entdeckte ich weiters, dass EpsinR in der Nähe Fokaler Adhäsionen angereichert ist und vorübergehend mit der oben erwähnten Paxillin-Mutante interagieren kann. Die Inaktivierung von EpsinR durch RNAi führte zur Vergrößerung der Fokalen Adhäsionen und verminderter Migrationsfähigkeit von HeLa-Zellen. Allerdings zeigten Photoaktivierungs-Experimente, dass diese Defekte nicht durch eine Verminderung der Molekülaustausch-Rate erklärt werden können.
Zusätzlich habe ich zwei mit vesikulärem Transport in Verbindung stehende Proteine (CCDC51 und KIF19), die in einem siRNA Screen für Regulatoren der Fokalen Adhäsionen gefunden wurden, geklont und ihre Lokalisierung bestimmt. Die zwei Proteine CCDC51 und KIF19 konnten im Endoplasmatischen Retikulum beziehungsweise auf Mikrotubuli lokalisiert werden.
Abstract
(Englisch)
The migration of a cell requires its attachment to the substrate via specialised adhesion sites. The largest adhesions, “focal adhesions”, are very stable structures and form the molecular clutch between the cytoskeleton and the extracellular matrix. At the same time, they undergo highly regulated turnover to allow cell movement. Furthermore, focal adhesions are also involved in outside-in and inside-out signalling. It is not surprising that these functions require more than 150 proteins.
In the present study, I examined the possible turnover of the focal adhesion scaffolding protein paxillin through the vesicular trafficking pathway and the influence of the clathrin adaptor EpsinR on focal adhesion organisation. A mutant of paxillin containing mutations that disrupt its LIM3 domain was previously described to be localised to vesicles. I showed that this mutant also targets focal adhesions similar to wild-type paxillin, suggesting that the vesicular localisation is not an artefact. Moreover, with the help of 3D-Deconvolution I observed vesicle-like punctate structures containing wild-type paxillin. Together, these findings indicate an involvement of vesicular transport in the turnover of endogenous paxillin.
In the course of this diploma thesis, the clathrin adaptor EpsinR was found to be enriched in the vicinity of focal adhesions and to interact transiently with the paxillin mutant containing the LIM3 disruption. Moreover, EpsinR siRNA knockdown caused enlargement of focal adhesion size and reduced migratory capability of HeLa cells. However, photoactivation experiments showed that these defects could not be explained by a decrease in the turnover rate of paxillin.
In addition, I cloned and localised two vesicular transport related proteins (CCDC51 and KIF19) identified in an earlier siRNA screen for focal adhesion regulators. The two proteins CCDC51 and KIF19 localised to the endoplasmic reticulum and to microtubules respectively.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Paxillin vesicular transport EpsinR focal adhesions cell migration
Schlagwörter
(Deutsch)
Paxillin Vesikulärer Transport EpsinR Fokale Adhäsionen Zellmigration
Autor*innen
Martin Werner Breuss
Haupttitel (Englisch)
The link between membrane trafficking and cell motility
Paralleltitel (Deutsch)
Der Zusammenhang zwischen Membrantransport und Zellmotilität
Publikationsjahr
2009
Umfangsangabe
112 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
John-Victor Small
Klassifikationen
42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie ,
42 Biologie > 42.15 Zellbiologie
AC Nummer
AC07951960
Utheses ID
3132
Studienkennzahl
UA | 490 | | |