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Construction and characterization of an artificial kinetochore in budding yeast

Eva Kiermaier

Art der Arbeit

Dissertation

Universität

Universität Wien

Fakultät

Fakultät für Lebenswissenschaften

Betreuer*in

Stefan Westermann

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DOI

10.25365/thesis.9283

URN

urn:nbn:at:at-ubw:1-29547.59288.818861-0

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Abstracts

Abstract

(Deutsch)

Eukaryotische Zellen teilen ihre duplizierten Chromosomen waehrend der Mitose praezise zwischen den beiden Spindelpolen auf. Dieser Prozess gewaehrleistet die Integritaet des genetischen Materials ueber viele Generation. Sollte es dennoch vorkommen, dass Chromosomen falsch segregieren, kann dies zu Aneuploiditaet fuehren – ein charakteristisches Merkmal vieler humaner Tumore. Im Laufe der Zellteilung muessen die Chromosomen mit dem Spindelapparat verknuepft werden. Dies geschieht mit Hilfe von Kinetochoren. Kinetochore sind makromolekulare Maschinen, die an einer definierten Chromosomenregion, dem so genannten Centromer assemblieren und so als eine Art Plattform fuer die Plus-Enden der Spindelmikrotubuli dienen. Kinetochore bestehen aus einer Vielzahl an Proteinen, welche weiters in verschiedene Subkomplexe untergliedert werden. Diese Komplexe bauen sich hierarchisch auf dem Centromer auf und bilden so eine definierte Topologie die gewoehnlich als trilaminare Kinetochorstruktur bezeichnet wird. Im Gegensatz zu hoeheren Eukaryoten erstreckt sich das Centromer in S. Cerevisiae ueber einen Bereich von 125 Basenpaaren und ist mit nur einem einzelnen Mikrotubulus verknuepft. Diese vereinfachenden Umstaende machen die Hefe zu einem idealen Modelorganismus um die Organisation und Funktion von komplexen Kinetochoren zu untersuchen. Dennoch bestehen selbst in S. Cerevisiae die einzelnen Kinetochore aus mehr als 80 verschiedenen Proteinen was die genaue Charakterisierung von individuellen Subkomplexen erschwert. Waehrend meiner Doktorarbeit entwickelte ich ein System, mit Hilfe dessen individuelle Kinetochorproteine artifiziell durch das TetR-tetO Transkriptionssystems zu einem Hefen Mini-Chromosom rekrutiert werden koennen. Dies erlaubt die Beantwortung der Frage, ob die artifiziell rekrutierten Proteine in der Lage sind, die Funktion eines nativen Kinetochores zu uebernehmen. Im Zuge dessen konnte ich zeigen, dass die artifizielle Rekrutierung des Dam1 Komplexes ausreicht, um ein azentrisches Mini-Chromosom fehlerfrei zu segregieren – unabhaengig von inneren und zentralen Kinetochorproteinen. Dieses artifizielle Segregationssystem benoetigt die konservierte Kinase Ipl1, aber unterliegt nicht mehr der Kontrolle des allgemeinen Spindel Checkpoints. Des weiteren konnte das System effizient auf native Hefechromosomen uebertragen werden. Meine Daten zeigen, dass ein einfaches eukaryotisches Chromosomensegregationssystem kuenstlich nachgebaut werden kann, indem man Microtubuli-bindende Proteine rekrutiert, die die mechanische Energie, die waehrend der Depolymerisierung der MT entsteht, in Bewegung von Chromosomen umwandeln koennen. Diese Strategie wird auch von primitiven Bakterien genutzt, um ihre Erbinformation auf zwei Zellen aufzuteilen.

Autor*innen

Eva Kiermaier

Haupttitel (Englisch)

Construction and characterization of an artificial kinetochore in budding yeast

Paralleltitel (Deutsch)

Konstruktion und Charakterisierung eines artifiziellen Kinetochors in Hefe

Publikationsjahr

2010

Umfangsangabe

96 S. : Ill., graph. Darst.

Sprache

Englisch

Beurteiler*in

Stefan Westermann

Klassifikation

42 Biologie > 42.15 Zellbiologie

AC Nummer

AC08190284

Utheses ID

8372

Studienkennzahl

UA | 091 | 490 | |

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