title: The role of Drosophila Dynamin, Graf and the Fes/Fer non-receptor tyrosine kinase during the internalization of N-Cadherin in adhering founder cells and fusion-competent myoblasts
title: Die Rolle von Drosophila Dynamin, Graf und der nicht-Rezeptor Tyrosinkinase Fes/Fer bei der Internalisierung von N-Cadherin in adhärierenden Founderzellen und fusionskompetenten Myoblasten
Creators: name: Braukmann, Carina
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2016
Subjects: Life sciences
Biowissenschaften, Biologie
Internalization
N-Cadherin
Drosophila, Myogenesis
N-Cadherin, Internalisierung
Drosophila , Muskelentwicklung

description: During embryogenesis of Drosophila
      melanogaster, two types of myoblasts founder cells and
      fusion-competent myoblasts fuse to form the later body wall
      musculature (Önel and Renkawitz-Pohl, 2009). Besides some
      proteins of the Immunoglobulin-Superfamily, also the
      calcium-dependent transmembrane protein N-Cadherin
      contributes to adhesion between the myoblasts. The later site
      of contact needs to be nearly free of proteins, so during the
      establishment of this zone N-Cadherin, which keeps membranes
      at a definite distance, is proposed to become internalized.
      Genetic interaction studies indicate that endocytosis is
      regulated by the Arf1-guanine-nucletide-exchange factor (GEF)
      Schizo (Dottermusch-Heidel et al., 2012). The aim of the
      present study was to analyze the mechanism by which
      N-Cadherin is endocytosed. By reviewing the literature, we
      identified proteins, which might be involved in the
      endocytosis of N-Cadherin. These proteins comprise the
      Dynamins, as well as Graf and the non-receptor tyrosinekinase
      Fps85D. Together with Arf1, Graf1 is involved in several
      endocytic processes in vertebrates (Doherty and Lundmark,
      2009). Cell culture studies show that mCherry-Graf
      co-localizes with Schizo-eGFP and Arf1-eGFP in vesicular
      structures in Drosophila S2 cells. Furthermore, via
      live-imaging studies a co-localization between mCherry-Graf
      and N-CadherinTMintra-eGFP at the membranes of S2 cells were
      observed. A yeast two-hybrid assay revealed the interaction
      between N-Cadherinintra and Graf, for which the SH3-domain of
      Graf is essential. These results support the hypothesis that
      Graf is involved in the Schizo-mediated endocytosis of
      N-Cadherin. Besides, Schizo as well as Graf interact with the
      Scar/WAVE complex protein Abi in the yeast two-hybrid system.
      Abi might link N-Cadherin to the actin cytoskeleton. The
      non-receptor tyrosinekinase Fes/Fer/Fps is involved in the
      regulation of the adhesion strength of N-Cadherin-mediated
      adherence junctions in vertebrates (El Sayegh et al., 2005).
      Fps85D-mCherry, the fusion protein of the Drosophila
      orthologue, co-localizes both with N-CadherinTMintra-eGFP and
      with Schizo-eGFP and Arf1-eGFP in vesicular structures in
      cell culture. Moreover, a co-localization of Fps85D-mCherry
      and N-Cadherin were detected in the embryo at the membranes
      of myoblasts during fusion-relevant stages. Therefore, a
      function of Fps85D during the process of myoblast fusion
      seems to be possible. Furthermore, first interaction studies
      in the embryo indicate that there might be a genetic
      interaction between N-cadherin and fps85D and hypothesize
      that there might be a similar regulation as described in
      vertebrates.
description: Während der Embryonalentwicklung in
      Drosophila melanogaster fusionieren zwei Typen von
      Myoblasten, Founderzellen und fusionskompetente Myoblasten,
      und bilden dadurch die spätere Körperwandmuskulatur (Önel und
      Renkawitz-Pohl, 2009). Dabei trägt neben den Proteinen der
      Immunoglobulin-Superfamilie auch das Calcium-abhängige
      Transmembranprotein N-Cadherin zur Adhäsion zwischen den
      Myoblasten bei. Für eine Annäherung der Zellmembranen müssen
      die Kontaktstellen jedoch nahezu frei von Proteinen sein,
      weshalb N-Cadherin, welches die Membranen auf Abstand
      zueinander hält, wahrscheinlich vor der Fusion internalisiert
      wird. Genetische Interaktionsstudien weisen darauf hin, dass
      der Arf1-Gunanin-Nukleotidaustauschfaktor (GEF) Schizo diesen
      Prozess reguliert (Dottermusch-Heidel et al., 2012). In der
      vorliegenden Arbeit sollte analysiert werden, über welchen
      Mechanismus N-Cadherin endocytiert wird. Durch
      Literaturanalysen wurden Proteine identifiziert, welche an
      der Endocytose von N-Cadherin beteiligt sein könnten. Dazu
      gehörten neben den Dynaminen auch Graf sowie die
      nicht-Rezeptor Tyrosinkinase Fps85D. In Vertebraten konnte
      gezeigt werden, dass Graf1 zusammen mit Arf1 an verschiedenen
      Endocytoseprozessen beteiligt ist (Doherty und Lundmark,
      2009). Im Rahmen dieser Arbeit durchgeführte
      Zellkulturstudien zeigen, dass mCherry-Graf in Drosophila S2
      Zellen mit Schizo eGFP und Arf1-eGFP in vesikulären
      Strukturen co-lokalisiert. Mittels Live-Imaging Studien wurde
      zudem eine Co-Lokalisation zwischen mCherry-Graf und
      N-CadherinTMintra-eGFP an der Zellmembran der S2 Zellen
      beobachtet. Eine Interaktion auf Proteinebene zwischen
      N-Cadherinintra und Graf, für welche die SH3-Domäne von Graf
      essentiell ist, wurde mithilfe des Hefe 2 Hybridsystems
      gezeigt. Die Ergebnisse unterstützen die Vermutung einer
      Beteiligung von Graf an der Schizo-vermittelten Endocytose
      von N-Cadherin. Weiterhin interagieren sowohl Schizo als auch
      Graf im Hefe 2 Hybridsystem mit dem Scar/WAVE-Komplex-Protein
      Abi, wodurch eine Verbindung zwischen N Cadherin und dem
      Aktincytoskelett hergestellt werden könnte. Die
      nicht-Rezeptor Tyrosinkinase Fes/Fer/Fps ist in Vertebraten
      in die Regulation der Adhäsionsstärke der
      N-Cadherin-vermittelten Adherens Junctions involviert
      (El-Sayegh et al., 2005). In Zellkulturstudien co-lokalisiert
      das Fusionsprotein des Drosophila Orthologs, Fps85D-mCherry,
      sowohl mit N-CadherinTMintra-eGFP als auch mit Schizo-eGFP
      und Arf1-eGFP in vesikulären Strukturen. Im Embryo konnte
      zudem eine Co-Lokalisation zwischen Fps85D-mCherry und N
      Cadherin während der fusionsrelevanten Stadien an den
      Membranen der Myoblasten detektiert werden, was eine Funktion
      von Fps85D bei der Myoblastenfusion denkbar macht. Weiterhin
      deuten erste Interaktionsstudien im Embryo auf eine
      genetische Interaktion zwischen N-cadherin und fps85D hin und
      lassen die Vermutung auf eine ähnliche Regulation wie in
      Vertebraten zu.