@phdthesis{Kandert2009,
  author    = {Kandert, Sebastian},
  title     = {Der Einfluss von Mutationen im LMNA-Gen auf die Struktur und Funktion des Zellkerns},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-36145},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Die Lamina ist ein Netzwerk aus Lamin-Proteinen und befindet sich unterhalb der inneren Kernmembran. Die Lamine A/C, die zu den Typ V Intermedi{\"a}rfilamenten geh{\"o}ren, spielen eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung der strukturellen Integrit{\"a}t des Zellkernes sowie der Chromatinorganisation, der Transkription, der DNA-Replikation, der Differenzierung und der Genomstabilit{\"a}t. In den letzten Jahren wurden {\"u}ber 200 verschiedene Mutationen im Lamin A/C kodierenden LMNA Gen gefunden, die mehr als 10 unterschiedliche Krankheiten, die so genannten Laminopathien, ausl{\"o}sen k{\"o}nnen. Zu diesen Laminopathien z{\"a}hlen unter anderem die Emery-Dreifuss-Muskeldystrophie (EDMD) und das Progerie-Syndrom. Die Mutation LMNA S143F In dieser Arbeit wurde zun{\"a}chst die Punktmutation LMNA S143F, die in der N-terminalen Dom{\"a}ne des Lamin A/C lokalisiert ist, n{\"a}her untersucht. Diese Mutation ist der Ausl{\"o}ser von einzigartigen ph{\"a}notypischen Merkmalen einer fr{\"u}hen Myopathie sowie einer Progerie. Strukturelle Analysen mit dem Elektronenmikroskop ergaben, dass die prim{\"a}ren dermalen Fibroblasten der Laminopathie-Patientin morphologisch ver{\"a}nderte Zellkerne hatten. In Abh{\"a}ngigkeit von S143F Lamin A/C konnte in den Patientenfibroblasten eine abnormale Lokalisation der Kernproteine Nesprin2 Giant und den k{\"u}rzeren Nesprin2-Isoformen nachgewiesen werden. Dar{\"u}ber hinaus konnten wir beobachten, dass eine reduzierte Expression von Nesprin2 Giant eine Rolle bei der Auspr{\"a}gung der morphologischen Kerndeformationen spielte. Patientenzellen, die Nesprin2 Giant in hohem Maße exprimierten, zeigten keine Deformationen des Zellkerns und eine normale Verteilung verschiedener Kernproteine. FRAP-Analysen in vivo und biochemische Proteinextraktionsstudien des S143F-Lamin A/Cs in vitro zeigten eine verringerte Mobilit{\"a}t und Dynamik, sowie eine reduzierte L{\"o}slichkeit von S143F Lamin A/C gegen{\"u}ber wildtypischem Lamin A/C. Die Mutation LMNA S143F liegt im Außenbereich der coiled-coil-Struktur des Lamins. Dadurch f{\"u}hrt der Austausch der neutralen AS Serin durch die große hydrophobe AS Phenylalanin nicht zu einer St{\"o}rung in der Dimer-bildung, sondern zu einer Beeinflussung der Formierung zu Protofilamenten bzw. h{\"o}heren Strukturen. Dies konnte durch in vitro Untersuchungen von rekonstituierten Parakristallen aus S143F Lamin A/C dargestellt werden, die eine Ver{\"a}nderung des transversalen B{\"a}nderungs-musters aufwiesen. Zusammengenommen zeigen die Resultate, dass die Mutation LMNA S143F die Lamin-A-Polymerisation beeinflusst und dadurch die Dynamik und Mobilit{\"a}t der Typ A-Lamine beeintr{\"a}chtigt. Außerdem konnte erstmals nachgewiesen werden, dass das Nesprin2 Giant Protein eine essentielle Rolle in der Pathogenese von Laminopathien einnimmt, indem es die Struktur des Zellkerns verst{\"a}rkt und als struktureller „Gegenspieler" zu Lamin A/C fungiert. Die Mutation LMNA R545C Die Punktmutation LMNA R545C, die in der C-terminalen Dom{\"a}ne des Lamin A/C lokalisiert, ist Ausl{\"o}ser eines sehr gravierenden Ph{\"a}notyps der autosomal dominanten Form der Emery- Dreifuss-Muskeldystrophie (AD-EDMD). Strukturelle Analysen ergaben, dass die prim{\"a}ren Myoblasten des EDMD-Patienten morphologisch ver{\"a}nderte Zellkerne haben. Ein Vergleich von deformierten Kernen aus Zellen mit verschiedenen Laminopathie-ausl{\"o}senden Mutationen wie LMNA R545C, LMNA S143F und LMNA R377H zeigten allerdings, dass die untersuchten Mutationen nicht immer zu gleichen abnormalen Ph{\"a}notypen der Kernmorphologie, sondern zu divergenten Auspr{\"a}gungen der morphologischen Kernver{\"a}nderungen in Patientenzellen f{\"u}hrten. Immunfluoreszenzanalysen ergaben, dass auch die Proteine Lamin A/C und Emerin in den Patientenzellen eine fehlerhafte Verteilung aufwiesen und „Honigwabenmuster" ausbildeten. Interessanterweise konnte auch eine vom Alter der Zellen abh{\"a}ngige Akkumulation der 20S-Untereinheit des Proteasoms in kleine nukle{\"a}re Foci beobachtet werden. Diese Foci kolokalisierten weitgehend mit den promyelotischen Leuk{\"a}mie-K{\"o}rperchen (PML). In den Patientenmyoblasten war der CDK-Inhibitor p21 stark angereichert, was ein Hinweis auf eine Beeintr{\"a}chtigung der proteasomalen Funktion ist. Nach Kultivierung der Patientenmyoblasten in Minimalmedium zeigten diese eine eingeschr{\"a}nkte F{\"a}higkeit zur ex-vivo Differenzierung zu Myotuben. Dementsprechend war die Expression des Myogenese-spezifischen Transkriptionsfaktors Myogenin, sowie des Proliferationmarkers hypophosphoryliertes Retinoblastoma-Protein in Patientenmyoblasten nicht korrekt induziert. Zusammengenommen weisen diese Daten darauf hin, dass auch die Mutation LMNA R545C Einfluss auf die Kernarchitektur und -Proteinverteilung, die Chromatinorganisation, Gen-expression und Funktion des Proteasoms einnimmt. Dar{\"u}ber hinaus beeintr{\"a}chtigte die Mutation LMNA R545C die F{\"a}higkeit zur korrekten Proliferation und Differenzierung der Myoblasten, welches eine potentielle Rolle in der Pathogenese von Laminopathien einnimmt.},
  subject      = {Krankheit},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Kiel2012,
  author    = {Kiel, Tilman},
  title     = {Untersuchungen zum Kernproteinimport in Progeriezellen und neue M{\"o}glichkeiten der Quantifizierung nukle{\"a}rer Transportprozesse},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-83798},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Untersuchungen zum Kerntransport in Progeriezellen und neue M{\"o}glichkeiten der Quantifizierung nukle{\"a}rer Transportprozesse},
  subject      = {Kerntransport},
  language  = {de}
}