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Isolation und Analyse von Zearalenon induzierbaren Promotoren von Arabidopsis thaliana

Mona Ayad

Art der Arbeit

Diplomarbeit

Universität

Universität Wien

Fakultät

Zentrum für Molekulare Biologie

Betreuer*in

Marie-Theres Hauser

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DOI

10.25365/thesis.10384

URN

urn:nbn:at:at-ubw:1-30468.92509.855265-5

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Abstracts

Abstract

(Deutsch)

In der gegenwärtigen, von uns durchgeführten Studie, waren das Mycotoxin Zearalenon (ZON) und seine Wirkung auf Arabidopsis thaliana von hauptrangiger Bedeutung. Im Besonderen war die Art und Weise seiner Wirkungsweise und die von ihm induzierten Signalpfade von Interesse. In einer vorangegangenen, auf Microarray-Daten basierenden Studie, wurde untersucht, welche Gene in Arabidopsis thaliana auf die Applikation von ZON in ihrer Expressionsstärke verändert werden. 495 Gene waren zumindest zweifach hinunter- oder hinaufreguliert. In der vorliegenden Arbeit wurden 10 Gene untersucht, die mehr als 20-fach und vor allem transient, dass heißt mit hoher Expression rasch nach der Induktion und Rückkehr zum Normalwert nach 24 h, verglichen mit dem Normalwert, hinaufreguliert waren. Unter diesen Genen waren 6 small heat shock Proteine (sHSPs), eine Glutathion/Glutathion-Peroxidase (GST25), eine Uridinphosphat-Glykosyltransferase (UGT73B4), ein ABC-Transporter (PDR12) und eine Aldo-/Ketoreduktase (AT1G60730). Nach dem Vergleich mit der aktuellen Literatur zu diesen Proteinen und deren putativer Funktion lassen sich bei sämtlichen ein Zusammenhang und eine Funktion in Stresssituationen nachweisen. In unserer Studie wurde zunächst eine bioinformatische Analyse der Promotorregionen besagter Gene durchgeführt, in der mögliche Transkriptionsfaktor-Bindungsstellen eruiert wurden. Zusätzlich wurde bestimmt, welche Transkriptionsfaktoren im Detail an die für die Expression der DNA relevanten Bereiche binden könnten. Auch wurden die Promotor-regionen auf Gemeinsamkeiten hin analysiert. Die Promotoren der 10 ausgewählten Gene wurden daraufhin in binäre Vektoren, die eine Expression sowohl in Escherichia coli als auch in Arabidopsis thaliana zulassen, kloniert. Aufgrund eines inserierten Green Fluorescent Proteins (GFP) war es möglich, sowohl Qualität als auch Quantität der ZON-induzierten Expression festzustellen. Zunächst wurde ausschließlich ein einziges Konstrukt auf eine ZON-induzierte Expression hin überprüft. Bis dato konnte allerdings keine Induktion des darauf enthaltenen Promotors des heat shock Proteins HSP17.6B-CI (AT2G29500) - in der T2-Generation - festgestellt werden. Um die generelle Induzierbarkeit des hergestellten Vektors zu eruieren, wurde ein Hitzeschock appliziert, der in Folge eine GFP-Expression bewirkte. Außerdem wurden erste Untersuchungen des Promotor-GFP Konstruktes des PDR12 Gens (AT1g15520) durchgeführt. Die übrigen Reporterpflanzen wurden im Rahmen dieser Arbeit in der T1-Generation etabliert und müssen in weiteren Versuchen auf ZON-Induzierbarkeit getestet werden.

Abstract

(Englisch)

In the current study performed by us, were the mycotoxin zearalenone (ZON) and its effect on Arabidopsis thaliana hauptrangiger of importance. In particular was the way of its impact and the induced signal paths of interest from him. In a previous, microarray data-based study that examined which genes in Arabidopsis thaliana to the application of ZON can be changed in their expression level. 495 genes were at least twofold down-or upstream. In this study 10 genes were examined, more than 20-fold transient and, above all, that is, with high expression soon after induction and a return to normal after 24 h, compared with the normal value, were induced. Among these six genes, small heat shock proteins (sHsps), a glutathione / glutathione peroxidase (GST25), a Uridinphosphat-glycosyltransferase (UGT73B4), an ABC transporter (PDR12) and a Aldo-/Ketoreduktase (AT1G60730). After comparison with the current literature on these proteins and their putative function can be at all a relationship and demonstrate a function in stressful situations. In our study, first a bioinformatics’ analysis of promoter regions was carried out of said genes were examined in the potential transcription factor binding sites. In addition, it was determined which could bind transcription factors in detail to the relevant areas for the expression of DNA. The promoter regions were analyzed for common point. The promoters of the 10 selected genes were then cloned into binary vectors that permit expression in Escherichia coli and in Arabidopsis thaliana. Due to an inserted green fluorescent protein (GFP), it was possible to determine both quality and quantity of the ZON-induced expression. Initially, only a single construct a ZON-induced expression was checked. To date, however, there was no induction of the promoter that contained the heat shock protein HSP17.6B-CI (AT2G29500) - in the T2 generation found -. To identify the general inducibility of the vector product, a heat shock was applied, which resulted in a follow-GFP expression. In addition, initial studies of promoter-GFP construct the PDR12 gene (AT1g15520) were carried out. The other reporter plants were established in this work in the T1 generation and must be tested in further experiments on ZON-inducibility.

Autor*innen

Mona Ayad

Haupttitel (Deutsch)

Isolation und Analyse von Zearalenon induzierbaren Promotoren von Arabidopsis thaliana

Publikationsjahr

2010

Umfangsangabe

113 S.

Sprache

Deutsch

Beurteiler*in

Markus Teige

Klassifikation

42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie

AC Nummer

AC08260058

Utheses ID

9381

Studienkennzahl

UA | 441 | | |

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