Titelaufnahme

Titel
Entwicklung genetisch kodierter Werkzeuge zur gezielten Manipulation der mitochondriellen Ultrastruktur / eingereicht von Christiane Klec
Verfasser/ VerfasserinKlec, Christiane
Begutachter / BegutachterinMalli, Roland
Erschienen2013
UmfangXI, 47 Bl. : 2 Zsfassungen ; Ill., graph. Darst.
HochschulschriftGraz, Univ., Masterarb., 2013
Anmerkung
Zsfassung in dt. und engl. Sprache
SpracheDeutsch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (GND)Mitochondrium / Ultrastruktur / Degeneration / Mitochondrium / Ultrastruktur / Degeneration / Online-Publikation
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-52022 Persistent Identifier (URN)
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Entwicklung genetisch kodierter Werkzeuge zur gezielten Manipulation der mitochondriellen Ultrastruktur [2.58 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Veränderungen der mitochondriellen Ultrastruktur, insbesondere Veränderungen der Cristaemorphologie können unter anderem Auslöser für degenerative Erkrankungen sein. Inwieweit jedoch die Ultrastruktur die verschiedenen Funktionen der Mitochondrien bedingt, ist nicht genau bekannt. Welchen Einfluss die mitochondrielle Ultrastruktur auf die zelluläre Kalziumhomöostase oder auf die ATP Biosynthese in den Mitochondrien von lebenden Zellen hat, ist nicht untersucht. Für solche Untersuchungen sollte eine geeignete Methode für die gezielte Manipulation der mitochondriellen Ultrastruktur gefunden werden. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung von genetisch kodierten Werkzeugen, mit deren Hilfe eine kurzzeitige Verankerung der äußeren an der inneren Mitochondrienmembran in lebenden Zellen erreicht werden soll. Die zu entwickelnde Methode soll eine definierte Beeinflussung der Dynamik und Morphologie der Cristae von Mitochondrien erlauben. Für dieses Vorhaben ist der rapamycininduzierbare Heterodimerisierungsassay nach Rivera adaptiert worden. Die dafür konzipierten und hergestellten synthetischen Proteine sind aus drei Komponenten aufgebaut: 1. Peptidsequenzen entweder von der Translocase of the outer mitochondrial membrane 22 (Tom22) oder von der Translocase of the inner mitochondrial membrane 50 (Tim50), welche für eine Verankerung der Proteine in den jeweiligen Mitochondrienmembranen sorgen. 2. die Heterodimerisierungsdomänen des FK506-binding Proteins (FKBP) und von der FKBP12-rapamycin-binding Domäne (FRB) von humanem mTOR, welche durch das makrozyklische Lacton Rapamycin miteinander interagieren. 3. fluoreszierende Proteine, die es erlauben die subzelluläre Lokalisation der Fusionsproteine und die erwünschte Vernetzung am Fluoreszenzmikroskop messbar zu machen. Im Rahmen dieser Arbeit sind mehrere synthetische Proteine erfolgreich erzeugt worden und die gezielte rapamycininduzierte Verlinkung der Cristae der inneren Mitochondrienmembran ist gelungen.

Zusammenfassung (Englisch)

Alterations in the mitochondrial ultrastructure, primarily alterations in cristae morphology are among other things possible causes for human degenerative diseases. Based on those facts, the influence of the mitochondrial ultrastructure on the cellular Ca2+ homeostasis as well as on the mitochondrial morphology and functions should be examined. To investigate the impact of the mitochondrial ultrastructure on cell signalling, a suitable method for a specific and temporary manipulation of the mitochondrial ultrastructure is aspired. Accordingly, the aim of this work is to establish a novel strategy to link the outer to the inner mitochondrial membrane as well as the mitochondrial cristae membranes with each other. For this purpose, the rapamycin inducible heterodimerisation assay by Rivera was adapted. Therefore constructs, composed of three elements, were synthesized. 1. proteins, which are anchored to the respective mitochondrial membrane such as Translocase of outer mitochondrial membrane 22 (Tom22) and Translocase of inner mitochondrial membrane 50 (Tim50). 2. the heterodimerisation domains of the FK506-binding protein (FKBP) and of the FKBP12-rapamycin-binding (FRB) domain of human mTOR, which interact with each other after stimulation with rapamycin. 3. fluorescent proteins, which allow an assessment of the subcellular localisation of the constructs and the quantitative measurement of dimerisation using fluorescence microscopy. This adapted heterodimerisation assay was successfully established and used concerning cristae linkage.