Titelaufnahme

Titel
Polo-like kinase and the inheritance of the flagellum in Trypanosoma brucei. / submitted by Kyojiro Ikeda
Verfasser / VerfasserinIkeda, Kyojiro
Begutachter / BegutachterinKuchler, Karl ; Knapp, Sylvia ; Warren, Graham (supervisor)
Erschienen2014
Umfang65 S. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftWien, Med. Univ., Diss., 2014
SpracheEnglisch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)Zilien / Polo-like Kinasen (PLK) / Zellbiologie
Schlagwörter (EN)Flagellum / organelle duplication / inheritance / cell biology
URNurn:nbn:at:at-ubmuw:1-4563 Persistent Identifier (URN)
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Polo-like kinase and the inheritance of the flagellum in Trypanosoma brucei. [24.45 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Zusammenfassung Zilien und Flagella sind kortikale Zellfortsätze, die für Fortbewegung, Ernährung, Zellpolarität und Signaltransduktion essentiell sind. In vielen eukaryotischen Zellen stehen diese Zellfortsätze im Zusammenspiel mit anderen Organellen und bilden so ein komplexes Muster. Diese Muster werden während der Zellteilung verdoppelt und aufgeteilt, so dass die Tochterzelle der Mutterzelle gleicht. Dieser Prozess der Organell-Vererbung wird als kortikal gesteuerte Vererbung bezeichnet. Trypanosoma brucei ist ein flagellierter, einzelliger Parasit, der über blutsaugende Tsetsefliegen Säugetiere infiziert und die Schlafkrankheit beim Menschen beziehungsweise die Tierseuche Nagana verursacht. Dieser Parasit ist ein ideales Modell um zu studieren wie die kortikal gesteuerte Vererbung von Organellen abläuft. Während jedem Zellzyklus ermöglicht die Zelle die Vererbung des Flagellums durch Verdopplung und Aufteilung einer Reihe von singulären Organellen, die um das Flagellum arrangiert sind. Diese Ergebnisse zeigen, dass T. brucei einen komplexen Mechanismus zur Duplizierung und Weitergabe von Organellen entwickelt hat um die kortikal gesteuerte Vererbung des Flagellums sicherzustellen. Durch morphologische Studien der Vererbung kortikaler Organellen, die das Flagellum umgeben, konnte gezeigt werden, dass dabei die Polo-like Kinasen (PLK) eine bedeutende Rolle spielen. PLK sind bewegliche Regulatoren der Etablierung der mitotischen Spindel in den meisten Organismen. Hier wird ein zeitlich detailliertes Bild über die Bewegung der Kinase zu den Organellen, die PLK zur Weitervererbung benötigen, aufgestellt. Die Kinase ist mit der wachsenden Spitze eines Sets paralleler Mikrotubuli assoziert. Dieses Set ist einzigartig, da es mit allen Organellen, die das Flagellum umgeben, in Kontakt steht. Es kann durch Waschschritte mit nicht-ionischen Detergenzien oder Salzen isoliert werden. Außerdem wurde ein spezifischer IgM Antikörper zur Immunopräzipitation eines vermuteten Epitops dieser Mikrotubuli angewendet. Es ist daher wahrscheinlich, dass dieses Set eine eigene biochemische Identität besitzt. Zudem wurden potentielle Interaktionspartner mit Hilfe von BioID gesucht. BioID ist eine vorurteilsfreie, biochemische Screening Methode, mit der ca. 60 Kandidaten identifiziert werden konnten. Diese Ergebnisse zeigen die Evolution einer motilen Kinase als Regulator, die sich gemeinsam mit der kortikal gesteuerten Vererbung des Flagellums in T. brucei entwickelt hat.

Zusammenfassung (Englisch)

Cilia and flagella are cortical appendages that are crucial for motility, feeding, cell polarity and signaling. In many eukaryotes, these appendages are inserted in a context of surrounding organelles that form complex patterns. During proliferation, many eukaryotes duplicate and partition those patterns so that each daughter cell appears identical to the mother cell. This process of organelle inheritance is known as cortical inheritance. Trypanosoma brucei is a flagellated protist parasite vectored by the hematophagous Tsetse fly to mammals during blood meals, and the causative agent of human Sleeping Sickness and livestock's Nagana disease. It is an ideal model organism to investigate how cortical inheritance occurs. At every cell cycle, the cell prepares for flagellum inheritance by duplicating and rearranging a group of single copied organelles that surround the flagellum. Our results show how T. brucei has evolved a highly ordered event of duplication and segregation of organelles to assure the cortical inheritance of the flagellum. Through morphological studies of the inheritance of cortical organelles surrounding the flagellum, we highlight the role of Polo-like kinase, a mobile mitotic regulator of the biogenesis of the spindle in most organisms. We provide a detailed temporal estimation of the visit of this motile kinase to organelles which inheritance requires the kinase. The kinase is associated with the growing tip of a new set of parallel microtubules. This set is unique to the fact that it contacts all organelles surrounding the flagellum. It can be isolated by means of differential fractionation. Additionally, an IgM antibody that is specifically immunoreactive to those microtubules was used for immunoprecipitation of the putative epitope. Therefore likely this set of microtubule possesses a distinct biochemical identity. Additionally, the putative interactors and nearby proteins of the kinase were screened by means of a non-biased biochemical screen called BioID. BioID provided a list of about 60 proteins. These results show the evolution of a motile kinase as regulator that is coadapted with the cortical inheritance of the flagellum in T. brucei.