@phdthesis{Pasch2016,
  author    = {Pasch, Elisabeth},
  title     = {The role of SUN4 and related proteins in sperm head formation and fertility},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-139092},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2016},
  abstract  = {Spermiogenesis describes the differentiation of haploid germ cells into motile, fertilization-competent spermatozoa. During this fundamental transition the species-specific sperm head is formed, which necessitates profound nuclear restructuring coincident with the assembly of sperm-specific structures and chromatin compaction. In the case of the mouse, it is characterized by reshaping of the early round spermatid nucleus into an elongated sickle-shaped sperm head. This tremendous shape change requires the transduction of cytoskeletal forces onto the nuclear envelope (NE) or even further into the nuclear interior. LINC (linkers of nucleoskeleton and cytoskeleton) complexes might be involved in this process, due to their general function in bridging the NE and thereby physically connecting the nucleus to the peripheral cytoskeleton. LINC complexes consist of inner nuclear membrane integral SUN-domain proteins and outer nuclear membrane KASH-domain counterparts. SUN- and KASH-domain proteins are directly connected to each other within the perinuclear space, and are thus capable of transferring forces across the NE. To date, these protein complexes are known for their essential functions in nuclear migration, anchoring and positioning of the nucleus, and even for chromosome movements and the maintenance of cell polarity and nuclear shape. In this study LINC complexes were investigated with regard to their potential role in sperm head formation, in order to gain further insight into the processes occurring during spermiogenesis. To this end, the behavior and function of the testis-specific SUN4 protein was studied. The SUN-domain protein SUN4, which had received limited characterization prior to this work, was found to be exclusively expressed in haploid stages during germ cell development. In these cell stages, it specifically localized to the posterior NE at regions decorated by the manchette, a spermatid-specific structure which was previously shown to be involved in nuclear shaping. Mice deficient for SUN4 exhibited severely disorganized manchette residues and gravely misshapen sperm heads. These defects resulted in a globozoospermia-like phenotype and male mice infertility. Therefore, SUN4 was not only found to be mandatory for the correct assembly and anchorage of the manchette, but also for the correct localization of SUN3 and Nesprin1, as well as of other NE components. Interaction studies revealed that SUN4 had the potential to interact with SUN3, Nesprin1, and itself, and as such is likely to build functional LINC complexes that anchor the manchette and transfer cytoskeletal forces onto the nucleus. Taken together, the severe impact of SUN4 deficiency on the nucleocytoplasmic junction during sperm development provided direct evidence for a crucial role of SUN4 and other LINC complex components in mammalian sperm head formation and fertility.},
  subject      = {Maus},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Schuetz2006,
  author    = {Sch{\"u}tz, Wolfgang},
  title     = {Postmeiotische Expression und funktionelle Charakterisierung von Lamin B3 in der Spermatogenese der Maus},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-17110},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {Die Lamine geh{\"o}ren zu einer Familie von Proteinen, die als strukturelle Hauptelemente die Kernlamina ausbilden, einen wesentlichen Bestandteil der Kernh{\"u}lle eukaryontischer Zellen. In S{\"a}ugern exprimieren differenzierte somatische Zellen die Lamine A, C, B1 und B2. Die Kernh{\"u}lle in Keimzellen unterscheidet sich in Bezug auf Struktur und Proteinzusammensetzung deutlich von der einer somatischen Zelle. So exprimieren Keimzellen Lamin B1 als einziges der somatischen Lamine und zwei kurze keimbahnspezifische Spleißvarianten, die Lamine C2 und B3. Die vorliegende Arbeit enth{\"a}lt eine detaillierte Analyse des Expressionsmusters und der zellul{\"a}ren Verteilung von Lamin B3 im Verlauf der Spermatogenese der Maus. Die Daten aus RT-PCR, Western Blot und Immunfluoreszenz belegen eindeutig, dass Lamin B3 ausschließlich in postmeiotischen Stadien w{\"a}hrend der Spermiogenese exprimiert wird. In runden Spermatiden konnte das Protein an der Kernh{\"u}lle und {\"u}berraschenderweise auch im Nukleoplasma nachgewiesen werden. Im weiteren Verlauf der Spermiogenese kommt es zu einer Umverteilung des Proteins, es konzentriert sich zunehmend am posterioren Pol des Spermatidenkerns. Damit ist die Lamina w{\"a}hrend der S{\"a}uger-Spermiogenese nur aus B-Typ-Laminen aufgebaut und Lamin B3 ist in S{\"a}ugern das erste Beispiel f{\"u}r ein Lamin, das selektiv nur in postmeiotischen Stadien der Spermatogenese exprimiert wird. Die ektopische Expression von Lamin B3 in Kulturzellen f{\"u}hrt zu einer Deformation der Zellkerne, die eine hakenf{\"o}rmige Gestalt annehmen. Mit Hilfe von Transfektionsexperimenten in COS-7-Zellen konnte eindeutig gezeigt werden, dass die auftretenden morphologischen Ver{\"a}nderungen der Kerne transfizierter Zellen auf die trunkierte zentrale St{\"a}bchendom{\"a}ne in Lamin B3 zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist. Dar{\"u}ber hinaus zeigte das Protein eine stark erh{\"o}hte L{\"o}slichkeit im Vergleich zu Lamin B2 und die Analyse transfizierter Kulturzellen mit „fluorescence recovery after photobleaching" (FRAP) und „fluorescence loss in photobleaching" (FLIP) ergab, dass ein erheblicher Anteil der Lamin-B3-Molek{\"u}le eine hohe Mobilit{\"a}t aufweist, die ebenfalls ausschließlich durch die kurze St{\"a}bchendom{\"a}ne begr{\"u}ndet ist. Die Ergebnisse f{\"u}hren zu dem Schluss, dass Lamin B3 die Kernh{\"u}lle in Keimzellen flexibler macht, was eine Voraussetzung f{\"u}r einige Vorg{\"a}nge in der Spermiogenese sein k{\"o}nnte. Mit einem Fusionsprotein aus GST und dem 84 Aminos{\"a}uren umfassenden N-Terminus von Lamin B3 wurde {\"u}ber einen „Pull-Down-Assay" nach m{\"o}glichen Interaktionspartnern in Keimzellen gesucht. Mit MSY2, MSY2a und MSY4 wurden drei hoch interessante Kandidaten identifiziert. Sie geh{\"o}ren zu den Y-Box-Proteinen, DNA- und RNA-bindende Proteine, die bei der Speicherung und sp{\"a}teren Translation von mRNAs beteiligt sind, u.a. die mRNA von Protamin 1 (diese Form der Regulation von Genexpression hat in der Spermatogenese große Bedeutung). Die Interaktion von Lamin B3 mit diesen Proteinen muss noch {\"u}berpr{\"u}ft werden, w{\"u}rde aber einen weiteren Bezug zwischen Kernh{\"u}lle und Chromatinreorganisation in der Spermiogenese herstellen, wie es f{\"u}r die Kernh{\"u}llenproteine GCL und LBR bereits gezeigt werden konnte. Außerdem w{\"a}re es ein erster Hinweis auf eine funktionelle Bedeutung der N-terminalen Dom{\"a}ne von Lamin B3.},
  subject      = {Maus},
  language  = {de}
}