Michael Reil

• Mutationen in Genen, die für Kernhüllproteine codieren sind mit einer stetig zunehmenden Anzahl menschlicher Erkrankungen verbunden, die als Envelopathien bezeichnet werden. Erstaunlicherweise betrifft die Pathologie dieser Krankheiten spezifische Gewebe und Organe, obwohl entsprechende Proteine meist ubiquitär exprimiert werden. So führen beispielsweise Defekte in Emerin, einem Protein der inneren Kernhülle, zur X-chromosomalen Emery- Dreifuss Muskeldystrophie (EDMD). Diese Krankheit ist durch Muskelschwäche oder – schwund gekennzeichnet.Mutationen in Genen, die für Kernhüllproteine codieren sind mit einer stetig zunehmenden Anzahl menschlicher Erkrankungen verbunden, die als Envelopathien bezeichnet werden. Erstaunlicherweise betrifft die Pathologie dieser Krankheiten spezifische Gewebe und Organe, obwohl entsprechende Proteine meist ubiquitär exprimiert werden. So führen beispielsweise Defekte in Emerin, einem Protein der inneren Kernhülle, zur X-chromosomalen Emery- Dreifuss Muskeldystrophie (EDMD). Diese Krankheit ist durch Muskelschwäche oder – schwund gekennzeichnet. Defekte im Kernhüllprotein MAN1 sind dagegen mit Krankheiten verbunden, die Knochen- und Hautgewebe betreffen. Interessanterweise besitzen beide Proteine eine evolutionär hoch konservierte Domäne, die sog. LEM-Domäne. LEM-Domänen Proteine können mit der Kernlamina interagieren, ebenso mit dem sog. Barrier-to- Autointegration Factor (BAF) sowie mit zahlreichen Transkriptionsfaktoren. Dennoch ist die funktionelle Rolle der LEM-Domänen Proteine bis dato nicht vollständig aufgeklärt. In der vorliegenden Studie sollten daher die Funktionen von MAN1 und Emerin während der Frühentwicklung von Xenopus laevis untersucht werden. Vorangehende Untersuchungen zeigten, dass Mikroinjektionen von XMAN1- Antikörpern in Zwei-Zell-Stadien befruchteter Eizellen zu einem Arrest der Zellteilung in der injizierten Blastomere führten. Da dabei eine Störung der Kernhüllbildung spekuliert wurde, sollte durch Antikörper-vermittelter Inhibition von XMAN1 die Bildung von in vitro Kernen im Xenopus Eiextrakt untersucht werden. Dabei wurden Kerne beobachtet, die dekondensiertes Chromatin zeigten, bei denen jedoch eine Fusion von Membranvesikeln zu einer durchgehenden Kernhülle nicht stattgefunden hatte. Frühere Charakterisierungen von MAN1 und Emerin zeigten unterschiedliche Expressionsmuster während der Entwicklung von X. laevis. Da XMAN1 ubiquitär exprimiert und Xemerin jedoch erstmals ab Stadium 41 nachweisbar ist, war es mittels Mikroinjektion von Xemerin möglich zu zeigen, dass es in der Lage ist den Arrest der Zellteilung zu verhindern. Es wurde daher die These aufgestellt, dass MAN1 und Emerin während der Frühentwicklung von Xenopus überlappende Funktionen besitzen. Um diese These zu prüfen, wurde zunächst unter Verwendung des Proximity Ligation Assays untersucht, ob beide Proteine miteinander interagieren können. Mit Hilfe dieser Methode konnte gezeigt werden, dass Interaktionen beider Proteine innerhalb der Kernhülle lokalisieren. Die Interaktionen blieben während der Mitose bestehen und waren erst wieder zum Ende der Mitose in der Kernhülle nachweisbar. Diese Resultate deuten daher darauf hin, dass XMAN1/Xemerin-Interaktionen während der ...…
• Mutations in genes encoding for nuclear envelope proteins are linked to an increasing number of human diseases, called envelopathies. Interestingly, pathology of these diseases affects specific tissues and organs, even though the related proteins are expressed ubiquitous. Defects in the inner nuclear membrane protein emerin for example, are leading to X-linked Emery- Dreifuss muscular dystrophy (EDMD), characterized by muscle weakness or wasting. Conversely, defects in the nuclear envelope protein MAN1 are linked to bone and skin disorders.Mutations in genes encoding for nuclear envelope proteins are linked to an increasing number of human diseases, called envelopathies. Interestingly, pathology of these diseases affects specific tissues and organs, even though the related proteins are expressed ubiquitous. Defects in the inner nuclear membrane protein emerin for example, are leading to X-linked Emery- Dreifuss muscular dystrophy (EDMD), characterized by muscle weakness or wasting. Conversely, defects in the nuclear envelope protein MAN1 are linked to bone and skin disorders. Both proteins share a highly conserved domain, called LEM-domain. LEM proteins are known to interact with the nuclear lamina, the so called Barrier-to-Autointegration Factor (BAF) and several transcription factors. Nevertheless, knowledge of the functional roles of LEM proteins is still unclear. For this reason, this study aimed to investigate the roles of MAN1 and emerin during early Xenopus laevis development and nuclear envelope assembly. ...…