@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{Winkel2009,
  author    = {Winkel, Karoline},
  title     = {Synaptonemalkomplexprotein SYCP1: Bindungspartner, Polymerisationseigenschaften und evolution{\"a}re Aspekte},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-43955},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Synaptonemal Komplexe (SC) sind evolution{\"a}r konservierte, meiosespezifische, protein{\"o}se Strukturen, die maßgeblich an Synapsis, Rekombination und Segregation der homologen Chromosomen beteiligt sind. Sie zeigen eine dreigliedrige strickleiter-artige Organisation, die sich aus i) zwei Lateralelementen (LE), an die das Chromatin der Homologen angelagert ist, ii) zahlreichen Transversalfilamenten (TF), welche die LE in einer reißverschlussartigen Weise miteinander verkn{\"u}pfen, und iii) einem zentralen Element (CE) zusammensetzt. Die Hauptproteinkomponenten der S{\"a}uger-SC sind das Transversalfilamentprotein SYCP1 und die Lateralelementproteine SYCP2 und SYCP3. Wie sich die SC-Struktur zusammenf{\"u}gt war bisher nur wenig verstanden; es war nicht bekannt wie die TF innerhalb der LE-Strukturen verankert sind und dabei die homologen Chromosomen verkn{\"u}pfen. Aufgrund dessen wurde die Interaktion zwischen den Proteinen SYCP1 und SYCP2 untersucht. Mit der Hilfe verschiedenster Interaktionssysteme konnte gezeigt werden, dass der C-Terminus von SYCP1 mit SYCP2 interagieren kann. Aufgrund der Bindungsf{\"a}higkeit zu beiden Proteinen, SYCP1 und SYCP3, kann angenommen werden, dass SYCP2 als Linker zwischen diesen Proteinen fungiert und somit m{\"o}glicherweise das fehlende Bindungsglied zwischen den Lateralelementen und Transversalfilamenten darstellt. Obwohl die SC-Struktur in der Evolution hochkonserviert ist, schien dies nicht f{\"u}r seine Protein-Untereinheiten zuzutreffen. Um die Struktur und Funktion des SC besser verstehen zu k{\"o}nnen, wurde ein Vergleich zwischen den orthologen SYCP1 Proteinen der evolution{\"a}r entfernten Spezies Ratte und Medaka erstellt. Abgesehen von den erheblichen Sequenzunterschieden die sich in 450 Millionen Jahren der Evolution angeh{\"a}uft haben, traten zwei bisher nicht identifizierte Sequenzmotive hervor, CM1 und CM2, die hochgradig konserviert sind. Anhand dieser Motive konnte in Datenbankanalysen erstmals ein Protein in Hydra vulgaris nachgewiesen werden, bei dem es sich um das orthologe Protein von SYCP1 handeln k{\"o}nnte. Im Vergleich mit dem SYCP1 der Ratte zeigten die Proteine aus Medaka und Hydra, neben den hoch konservierten CM1 und CM2, vergleichbare Dom{\"a}nenorganisationen und im heterologen System zudem sehr {\"a}hnliche Polymerisationseigenschaften. Diese Ergebnisse sprechen f{\"u}r eine evolution{\"a}re Konservierung von SYCP1.},
  subject      = {Meiose},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Baier2007,
  author    = {Baier, Andrea},
  title     = {Architektur meiotischer Chromosomen : Eigenschaften und Evolution des Synaptonemalkomplexproteins SYCP3},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-25995},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {Die Meiose ist eine besondere Art der Zellteilung, die w{\"a}hrend der Keimzellreifung stattfindet. Sie umfasst zwei aufeinander folgende Zellteilungen mit nur einer DNA-Repli-kationsrunde, wodurch aus einer diploiden Ausgangszelle vier haploide Gameten entstehen. In der ersten meiotischen Teilung werden die homologen Chromosomen miteinander rekombiniert und voneinander getrennt, in der Meiose II findet die Trennung der Schwesterchromatiden statt. F{\"u}r den korrekten Ablauf dieser Prozesse musste sich eine spezielle molekulare Architektur des meiotischen Chromosoms entwickeln welche die Synapse der homologen Chromosomen durch den Synaptonemalkomplex (SC) beinhaltet. SCs sind evolution{\"a}r hochkonservierte, meiosespezifische Proteinkomplexe, die eine zentrale Bedeutung f{\"u}r Synapse, Rekombination und Segregation der homologen Chromosomen haben. Ein SC besteht aus zwei lateralen Elementen (LEs), die den Achsen der homologen Chromosomen aufgelagert sind, einer zentralen Region (CR) und einem zentralen Element (CE). Eine Hauptstrukturkomponente der LEs in Vertebraten ist das Synaptonemalkomplexprotein, SYCP3. Um die molekulare Architektur des SC besser zu verstehen und die Bedeutung von SYCP3 f{\"u}r die Zusammenlagerung der LE aufzudecken, wurden die Polymerisationseigenschaften von SYCP3, exprimiert in somatischen Zellen, erforscht. In diesem experimentellen Ansatz polymerisierte SYCP3 autonom zu stabilen, h{\"o}her geordneten, filament{\"o}sen Strukturen. Die „Coiled-Coil"-Dom{\"a}ne und die flankierenden, evolution{\"a}r konservierten Motive sind dabei notwenig, und nach Deletion des weniger konservierten N-terminalen Bereichs auch ausreichend f{\"u}r die Bildung der h{\"o}her geordneten Strukturen. Der N-Terminus hingegen spielt eine Rolle in der Stabilit{\"a}t der Polym{\"a}rstrukturen, welche durch Phosphorylierung zweier Serinreste im N-terminalen Bereich beeinflusst werden k{\"o}nnte. Obwohl die Struktur des SC in der Evolution hochkonserviert ist, sind die Protein-komponenten auf Aminos{\"a}uresequenzebene sehr unterschiedlich und weisen wenn {\"u}berhaupt eine strukturelle Homologie in ihrer Dom{\"a}nenorganisation auf. Um den SC-Aufbau und dessen Funktion besser verstehen zu k{\"o}nnen, wurden die orthologen SC-Proteine zwischen taxonomisch entfernten Spezies Ratte und Medaka verglichen. Es konnte gezeigt werden, dass trotz der Unterschiede in den Aminos{\"a}uresequenzen die sich in den letzen 450 Millionen Jahren zwischen Fisch- und S{\"a}ugern-SYCP3 akkumuliert haben, die Eigenschaften der Proteine vergleichbar sind, und das sie unter experimentellen Bedingungen miteinander interagieren und zu h{\"o}her geordneten Strukturen kopolymerisieren k{\"o}nnen.},
  subject      = {Meiose},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Glasenapp2000,
  author    = {Glasenapp, Elisabeth ¬von¬},
  title     = {Lamin C2},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-3690},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2000},
  abstract  = {In der Kernlamina von Spermatozyten von Nagetieren sind die Lamin A-Genprodukte, Lamin A und C, durch eine meiosespezifische Splicingvariante ersetzt. Dieses Lamin C2 unterscheidet sich auffallend von den somatischen Varianten in Struktur, Menge und Verhalten. Durch eine ektopische Expression von Lamin C2 als EGFP-Lamin C2-Fusionsprotein in einer somatischen Zellinie zeigte sich, daß eine neuartige Hexapeptidsequenz (GNAEGR) am N-terminalen Ende des Proteins anstelle der C-terminal gelegenen CaaX-Box somatischer Lamine f{\"u}r die Interaktion mit der Kernh{\"u}lle verantwortlich ist. So erm{\"o}glicht eine posttranslationelle Myristylierung des ersten Glycins ein Membrantargeting, bei dem der hydrophobe Myristins{\"a}urerest vergleichbar dem hydrophoben Farnesylrest am Cystein der Caax-Box mit den Fetts{\"a}ureresten der Kernmembran interagiert. Die Deletion des Hexapeptids im Fusionsprotein EGFP-Lamin C2 und die seine N-terminale Insertion in das Fusionsprotein EGFP-Lamin C - es besitzt keine Caax-Box - best{\"a}tigt, daß allein das Hexapeptid das Membrantargeting steuert: Die Deletionsmutante EGFP-Lamin C2 bleibt diffus im Kern verteilt, w{\"a}hrend sich die Insertionsmutante EGFP-Lamin C im Bereich der Kernperipherie anreichert. Eine weitere Besonderheit stellt die Verteilung von Lamin C2 innerhalb der Kernh{\"u}lle dar, denn es verteilt sich nicht gleichm{\"a}ßig wie alle bisher bekannten Lamine, sondern bildet zahlreiche Aggregate. Nicht nur in der Kernh{\"u}lle von Spermatozyten, sondern auch als Fusionsprotein in somatischen Zellen exprimiert, zeigt Lamin C2 diese Akkumulationen. {\"U}berraschenderweise treten die Synaptonemal-komplexenden nur im Bereich dieser Lamin C2-Aggregate mit der Kernh{\"u}lle in Kontakt. Es wird daher postuliert, daß die Lamin C2-Aggregate der lokalen Verst{\"a}rkung der Kernh{\"u}lle dienen und wichtig f{\"u}r die auf die Prophase beschr{\"a}nkte Anheftung der SC an die Kernh{\"u}lle sind. Da zudem in einer Kurzzeitkultur von Pachyt{\"a}nspermatozyten, in der die Prophase k{\"u}nstlich beschleunigt wird, gezeigt werden konnte, daß Lamin C2 mit Ende der Prophase I noch vor dem Aufl{\"o}sen der eigentlichen Kernh{\"u}lle nicht mehr nachweisbar ist, scheint ein Zusammenhang zwischen Lamin C2 in der Kernh{\"u}lle und der Umorganisation des genetischen Materials zu bestehen.},
  subject      = {Ratte},
  language  = {de}
}