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Asymmetric cell division in Drosophila
genome-wide analysis of Drosophila external sensory organ development by transgenic RNAi
Jennifer Mummery Widmer
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Jürgen Knoblich
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29392.64643.698270-5
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die Genomsequenzierungen haben in ihrer Folge zu zahlreichen Anstrengungen geführt mit dem Ziel, die Funktion von Genen in genomweitem Maßstab zu bestimmen. Ein verbreiteter Ansatz dazu sind genomweite RNAi Screens, die mittlerweile einen fast vollständigen Satz von Genen, die an bestimmten zellulären Prozessen beteiligt sind, identifizieren konnten. Während viele dieser Screens auf Vorgänge in isolierten Einzelzellen fokussiert waren, wurde diese Methodik bislang noch nicht im Kontext komplexer gewebespezifischer Entwicklungsprozesse angewandt. Wir berichten hier über den ersten in vivo genomweiten RNAi Screen für Entwicklungsprozesse und Signalwege in multizellulärem Gewebe. Dazu verwenden wir eine genomweite Sammlung transgener Drosophila Stämme, die induzierbare haarnadel RNAi Konstrukte exprimieren, und untersuchen damit die Entwicklung des externen Sensororgans (ES Organ). An der Entwicklung des ES Organs sind die Prozesse der lateralen Inhibition, der Proliferationskontrolle, asymmetrischer Zellteilung und planarer Polarität beteiligt. Defekte bei diesen Vorgängen sind mit charakteristischen Phänotypen des ES Organs assoziiert. Unser Screen zeigt, daß eine genomweite Analyse im Kontext eines ganzen Organismus angewandt werden kann, um Moleküle zu identifizieren, die an komplexen biologischen Prozessen beteiligt sind. Wir können für etwa 20% des Drosophila Genoms mögliche Funktionen bei der Notum-Entwicklung zuweisen und in elf phänotypische Klassen kategorisieren. Mit Hilfe von sekundären Assays identifizieren wir die wichtigsten Gene für den Notch-Signalweg und asymmetrische Zellteilung. Darunter sind sechs bislang unbekannte Gene, die eine Rolle bei der asymmetrischen Zellteilung spielen, drei Gene für asymmetrische Proteinlokalisation und 21 Gene, die am Notch-Signalweg beteiligt sind, wobei fünf "upstream" der Su(H) Transkription platziert werden können. Schließlich haben wir durch die Integration unserer RNAi Daten mit publizierten Datensätzen das erste genomweite, funktionell validierte Protein-Interaktionsnetzwerk für den Notch-Signalweg und asymmetrische Zellteilung erstellt. Wir zeigen die Bedeutung von Kerntransportprozessen für den Notch-Signalweg und identifizieren das COP9 Signalosom als einen neuen Regulator für der asymmetrischen Zellteilung.
Abstract
(Englisch)
Complete genome sequencing has launched numerous efforts to assign gene function on a genome-wide level. To this end, genome-wide RNAi screens have identified near-complete sets of genes that participate in particular cellular functions. While many such screens have been made for processes that can be studied on a single-cell level, this methodology has not yet been used to study complex developmental processes in a tissue-specific manner. Here we report the first in vivo genome-wide screen for developmental processes and signaling pathways in a multi-cellular tissue. We use a library of transgenic Drosophila strains expressing inducible hairpin RNAi constructs to study the development of external sensory (ES) organs on a genome-wide level. ES organ development involves lateral inhibition, proliferation control, asymmetric cell division and planar polarity and defects in these processes lead to characteristic phenotypes. Our screen shows that genome-wide analysis can be used in the context of a whole organism to identify molecules involved in complex biological processes. We assign putative roles in notum development to approximately 20% of the Drosophila genome and classify them into eleven phenotypic categories. Using secondary assays, we identify the most important genes for Notch signaling and asymmetric cell division. Among these are six new genes involved in asymmetric cell division, three genes involved in asymmetric protein localization, twenty-two novel genes generally required for the Notch signaling pathway, five of which act upstream of Su(H) transcription. Finally, by integrating our RNAi screen results with published data sets we construct the first genome-wide, functionally validated protein-protein network governing Notch signaling and asymmetric cell division. We provide further evidence for the importance of nuclear import to Notch signaling and identify the COP9 signalosome as a novel regulator of the process of asymmetric cell division.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
asymmetric cell division Drosophila RNAi
Schlagwörter
(Deutsch)
Asymmetrische Zellteilung Drosophila RNAi
Autor*innen
Jennifer Mummery Widmer
Haupttitel (Englisch)
Asymmetric cell division in Drosophila
Hauptuntertitel (Englisch)
genome-wide analysis of Drosophila external sensory organ development by transgenic RNAi
Paralleltitel (Deutsch)
Asymmetrische Zellteilung in Drosophila ; genomweite Analyse der Entwicklung des externen Sensororgans in Drosophila mittels transgener RNAi
Paralleltitel (Englisch)
Asymmetric Cell Division in Drosophila: Genome-wide analysis of Drosophila external sensory organ development by transgenic RNAi
Publikationsjahr
2008
Umfangsangabe
229 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Pierre Gönczy ,
John-Victor Small
Klassifikationen
42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie ,
42 Biologie > 42.23 Entwicklungsbiologie
AC Nummer
AC05038454
Utheses ID
857
Studienkennzahl
UA | 091 | 490 | |