@phdthesis{Schramm2011,
  author    = {Schramm, Sabine},
  title     = {SYCE3, ein neues Synaptonemalkomplexprotein: Expression, funktionelle Analyse und Bindungspartner},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-70903},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2011},
  abstract  = {Der Synaptonemalkomplex ist eine evolution{\"a}r hoch konservierte Struktur. Er wird spezifisch w{\"a}hrend der Prophase I der Meiose ausgebildet und ist essentiell f{\"u}r die Segregation der homologen Chromosomen w{\"a}hrend der Meiose und auch f{\"u}r die Entstehung genetischer Vielfalt. Der Synaptonemalkomplex ist eine protein{\"o}se Struktur, deren Aufbau dem einer Leiter {\"a}hnelt. Dabei werden die Leiterholme als Lateralelemente bezeichnet. Sie bestehen unter anderem aus den Proteinen SYCP2 und SYCP3 und assoziieren mit dem Chromatin der homologen Chromosomen. Die Stufen der Leiter bestehen hingegen aus Transversalfilamenten, deren Hauptkomponente parallele Homodimere des meiosespezifische Proteins SYCP1 sind. Dabei wird ein SYCP1 Dimer mit seinem C-Terminus in den Lateralelementen verankert und kann {\"u}ber seine N-terminale Dom{\"a}ne eine schwache Interaktion mit der N-terminalen Dom{\"a}ne eines gegen{\"u}berliegenden SYCP1 Dimers eingehen. Um diese Bindung zu stabilisieren werden Proteine des Zentralelements des Synaptonemalkomplexes ben{\"o}tigt: W{\"a}hrend SYCE1 durch seine Interaktion mit SYCP1 die N-terminale Assoziation zweier gegen{\"u}berliegender SYCP1 Dimere stabilisiert, verkn{\"u}pfen die zwei anderen zentralelementspezifischen Proteine SYCE2 und Tex12 lateral benachbarte SYCP1 Filamente und breiten so das SYCP1 Netzwerk entlang der chromosomalen Achsen aus. Dieser Prozess wird als Synapse bezeichnet und stellt eines der Schl{\"u}sselereignisse der Meiose dar. Fehler w{\"a}hrend dieses Prozesses f{\"u}hren meist zu Aneuploidie der entstehenden Gameten oder zum Abbruch der Meiose und somit zu Infertilit{\"a}t des betroffenen Organismus. In dieser Arbeit wurde mit SYCE3 ein neues Protein des murinen Synaptonemalkomplexes charakterisiert. Es konnte gezeigt werden, dass SYCE3 meiosespezifisch in M{\"a}nnchen und Weibchen exprimiert wird und Bestandteil des Zentralelements des Synaptonemalkomplexes ist. Hierbei zeigt es dasselbe Verteilungsmuster wie SYCP1 und SYCE1 und kann mit beiden Proteinen interagieren. Eine zus{\"a}tzliche Interaktion konnte zwischen SYCE3 und SYCE2 nachgewiesen werden. Durch Untersuchungen an entsprechenden Knockout Mausmodellen konnte in dieser Arbeit außerdem gezeigt werden, dass SYCE3 in Abwesenheit von SYCP1 nicht an die chromosomalen Achsen rekrutiert werden kann. Die Ausbildung der Lateralelemente und auch die Anwesenheit der anderen zentralelementspezifischen Proteine SYCE1 und SYCE2 sind hingegen f{\"u}r die Anlagerung von SYCE3 an die chromosomalen Achsen nicht essentiell. Somit steht SYCE3 hinsichtlich seiner Bedeutung f{\"u}r die Paarung und die Synapse der homologen Chromosomen hierarchisch offenbar {\"u}ber den bisher beschriebenen Zentralelementproteinen SYCE1, SYCE2 und Tex12. Die funktionelle Bedeutung von SYCE3 f{\"u}r die Synapse der homologen Chromosomen und f{\"u}r den korrekten Ablauf der homologen Rekombination wurde im Rahmen dieser Arbeit durch die Herstellung und die Charakterisierung einer Syce3-/- Maus detailliert untersucht: Dabei f{\"u}hrte der Knockout von SYCE3 zur Infertilit{\"a}t in beiden Geschlechtern, die gleichzeitig mit einer signifikanten Reduktion der Gr{\"o}ße der entsprechenden Hoden und Ovarien im Vergleich zum Wildtyp einherging. Weitere Untersuchungen ergaben zudem, dass es in Syce3 defizienten Tieren zu einem Abbruch der Meiose kommt. Dabei hatte das Fehlen von SYCE3 keinen Einfluss auf die Ausbildung der Axialelemente. Die Initiation der Synapse hingegen war sowohl in Oocyten als auch in Spermatocyten in Abwesenheit von SYCE3 stark gest{\"o}rt. Dar{\"u}ber hinaus konnte in der vorliegenden Arbeit nachgewiesen werden, dass das Fehlen von SYCE3 Einfluss auf die homologe Rekombination nimmt: Zwar k{\"o}nnen sich fr{\"u}he (DNA Doppelstrangbr{\"u}che) und intermedi{\"a}re (Transitionsknoten) Rekombinationsereignisse in der Abwesenheit von SYCE3 ausbilden, die Prozessierung zu sp{\"a}ten Rekombinationsstrukturen (Rekombinationsknoten) und die damit einhergehende Ausbildung von Crossing-over Strukturen fand jedoch nicht statt. Zusammengefasst wurde in dieser Arbeit gezeigt, dass das neue Synaptonemalkomplexprotein SYCE3 essentiell f{\"u}r die Fertilit{\"a}t von M{\"a}usen ist. Durch den Knockout von Syce3 kann die Synapse zwischen den Homoligen nicht initiiert werden und es findet kein Crossing-over statt. Im Assembly Prozess des Synaptonemalkomplexes agiert SYCE3 oberhalb der anderen zentralelementspezifischen Proteine und unterhalb von SYCP1.},
  subject      = {Meiose},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Goeb2011,
  author    = {G{\"o}b, Eva},
  title     = {Die Kernh{\"u}lle in Keimzellen: Strukturelle Besonderheiten, dynamische Prozesse und die Umgestaltung des Zellkerns w{\"a}hrend der Spermatogenese der Maus},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-56839},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2011},
  abstract  = {Die Kernh{\"u}lle umgibt als geschlossenes Membransystem einen jeden Zellkern und ist damit ein gemeinsames Merkmal aller eukaryotischen Zellen. Sie besteht aus einer inneren und einer {\"a}ußeren Kernmembran sowie der nukleoplasmatischen Kernlamina, die aufgrund zahlreicher assoziierter Proteine in enger Wechselbeziehung mit der inneren Kernmembran steht. Neben der rein r{\"a}umlichen Trennung nukle{\"a}rer und zytoplasmatischer Strukturen hat die Kernh{\"u}lle bedeutenden regulatorischen Einfluss auf die gesamte Zelle. So ist sie unter anderem an der Steuerung der genomischen Aktivit{\"a}t, an der nukleo- und zytoplasmatischen Signal{\"u}bertragung und in hohem Maße an der Positionierung und Formerhaltung des Zellkerns beteiligt. Es mehren sich die Hinweise, dass die Kernh{\"u}lle auch w{\"a}hrend der Gametogenese, der Differenzierung befruchtungsf{\"a}higer Keimzellen, eine zentrale Rolle einnimmt und folglich auch mit bislang ungekl{\"a}rten Ursachen humaner Infertilit{\"a}t in Kontext stehen k{\"o}nnte. Um die Bedeutung der Kernh{\"u}lle f{\"u}r die Keimbahn der S{\"a}uger generell besser verstehen zu k{\"o}nnen, wurden in dieser Arbeit ausgew{\"a}hlte Bestandteile der Keimzellkernh{\"u}lle untersucht. Dadurch sollte der Kenntnisstand erweitert werden, in welcher Weise die Kernh{\"u}lle dynamische, morphologische und vor allem f{\"u}r die Keimbahn essentielle Prozesse beeinflusst; insbesondere w{\"a}hrend der meiotischen und der postmeiotischen Differenzierungsphase bei m{\"a}nnlichen M{\"a}usen. Im Mittelpunkt stand dabei einerseits Lamin C2, ein meiosespezifisches A-Typ Lamin, dessen Verlust zu einer schwer gesch{\"a}digten Meiose und infolgedessen zu vollst{\"a}ndiger m{\"a}nnlicher Infertilit{\"a}t f{\"u}hrt. Es zeigte sich, dass Lamin C2-defiziente m{\"a}nnliche M{\"a}use schwerwiegende Defekte bei der Paarung und Synapsis der homologen Chromosomen in der meiotischen Prophase I aufweisen und aufgrund apoptotischer Spermatocyten keine reifen Spermien bilden k{\"o}nnen. Es wird angenommen, dass die Assoziation homologer Chromosomen bzw. die Abstoßung nicht-homologer durch gerichtete Telomerbewegungen entlang der Kernh{\"u}llenperipherie vorangetrieben bzw. verhindert wird. Da Lamin C2 seinerseits diese Wanderung der Telomere durch eine Flexibilisierung der Spermatocytenkernh{\"u}lle vereinfachen soll, ist es durchaus vorstellbar, dass sein Verlust verlangsamte Telomerbewegungen, eine gest{\"o}rte Homologenfindung und folglich Fehlpaarungen zur Folge hat. Ein weiteres zentrales Thema war die Erforschung potentieller LINC-Komplexe w{\"a}hrend der Differenzierungs- und morphologischen Umgestaltungsphase postmeiotischer Keimzellen. LINC-Komplexe sind kernh{\"u}llendurchspannende Proteingebilde aus SUN-Proteinen in der inneren und Nesprinen in der {\"a}ußeren Kernmembran, die nukle{\"a}re Strukturen an das Zytoskelett binden. Da sie aufgrund dieser strukturellen Eigenschaft die Kernmorphologie beeinflussen k{\"o}nnen, erscheinen sie als {\"a}ußerst geeignet, an der Formierung des Spermienkopfes beteiligt zu sein. Die detaillierte Untersuchung spermiogeneserelevanter LINC-Komplex-Bestandteile ergab, dass w{\"a}hrend der Spermiogenese tats{\"a}chlich zwei neue, strukturell einzigartige LINC-Komplexe gebildet werden, die dar{\"u}ber hinaus auf den entgegengesetzten Seiten differenzierender Spermatiden polarisieren. Da sie den Kern dort an jeweils spezielle Zytoskelettelemente binden k{\"o}nnten, wurde in dieser Arbeit das Modell der LINC-Komplex vermittelten Umformung des Spermienkopfes aufgestellt. Insgesamt tr{\"a}gt diese Arbeit durch die funktionelle Analyse von Lamin C2 und die Identifizierung neuer LINC-Komplexe dazu bei, die Wichtigkeit der Kernh{\"u}lle f{\"u}r die Spermatogenese zu vertiefen und auszuweiten.},
  subject      = {Spermatogenese},
  language  = {de}
}