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Die Rolle transposabler Elemente in der Genese des malignen Melanom im Fischmodell Xiphophorus
(2023)
Der Name der transposablen Elemente beruht auf ihrer Fähigkeit, ihre genomische Position verändern zu können. Durch Chromosomenaberrationen, Insertionen oder Deletionen können ihre genomischen Transpositionen genetische Instabilität verursachen. Inwieweit sie darüber hinaus regulatorischen Einfluss auf Zellfunktionen besitzen, ist Gegenstand aktueller Forschung ebenso wie die daraus resultierende Frage nach der Gesamtheit ihrer biologischen Signifikanz. Die Weiterführung experimenteller Forschung ist unabdingbar, um weiterhin offenen Fragen nachzugehen. Das Xiphophorus-Melanom-Modell stellt hierbei eines der ältesten Tiermodelle zur Erforschung des malignen Melanoms dar. Durch den klar definierten genetischen Hintergrund eignet es sich hervorragend zur Erforschung des bösartigen schwarzen Hautkrebses, welcher nach wie vor die tödlichste aller bekannten Hautkrebsformen darstellt. Die hier vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Rolle transposabler Elemente in der malignen Melanomgenese von Xiphophorus.
Xiphophorus fish exhibit a clear phenotypic polymorphism in puberty onset and reproductive strategies of males. In X. nigrensis and X. multilineatus, puberty onset is genetically determined and linked to a melanocortin 4 receptor (Mc4r) polymorphism of wild-type and mutant alleles on the sex chromosomes. We hypothesized that Mc4r mutant alleles act on wild-type alleles by a dominant negative effect through receptor dimerization, leading to differential intracellular signaling and effector gene activation. Depending on signaling strength, the onset of puberty either occurs early or is delayed. Here, we show by Förster Resonance Energy Transfer (FRET) that wild-type Xiphophorus Mc4r monomers can form homodimers, but also heterodimers with mutant receptors resulting in compromised signaling which explains the reduced Mc4r signaling in large males. Thus, hetero- vs. homo- dimerization seems to be the key molecular mechanism for the polymorphism in puberty onset and body size in male fish.