title: Identifizierung von neuen Faktoren des Gbp2-assoziierten mRNA-Exportes und den Untersuchungen an mRNA-bindenden Proteinen im Modellorganismus Saccharomyces cerevisiae.
title: Identification of specific factors for the mRNA-export of Gbp2 and the examination of mRNA-binding proteins in the model organism Saccharomayces cerevisiae.
Creators: name: Janning, Melanie Christiane
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2017
Subjects: export , proteinsynthesis
mRNA
Medical sciences, Medicine
Medizin, Gesundheit
mRNA-Export , Proteinsynthese

description: Die räumliche und zeitliche
      Trennung von RNA- und Proteinsynthese in eukaryotischen
      Zellen bietet eine Menge Möglichkeiten für Kontrolle und
      Regulation dieser Vorgänge. Gleichzeitig erfordert dies eine
      funktionierende Maschinerie, die den korrekten Ablauf beider
      Prozesse und den Transport zwischen den Kompartimenten
      regelt. Fehler in diesen Abläufen führen unter anderen zu
      neurodegenerativen Krankheiten und hämatologischen und
      soliden Tumoren. Viele dieser Prozesse sind hochkonserviert
      und konnten durch Arbeiten an dem Modellmechanismus
      Saccharomyces cerevisiae besser verstanden werden. In dieser
      Arbeit werden verschiedene, mRNA-bindende und zwischen beiden
      Kompartimenten pendelnde Proteine in S. cerevisiae
      charakterisiert. Dabei wurde unter Verwendung einer
      zytoplasmatischen Variante des SR-ähnlichen Proteins Gbp2
      (gbp2(S15A)-GFP) nach Exportfaktoren gesucht, die den Export
      Gbp2 assoziierter mRNAs beeinflussen. 33 durch EMS-Mutagenese
      erzeugte, temperatur-sensitive Mutanten wurden untersucht. Es
      konnten dabei das mit dem TRAMP-Komplex assoziierte Protein
      Mtr4 und der Spleißingfaktor Prp8 als Faktoren identifiziert
      werden. GBP2 ist nicht essentiell, allerdings ist eine
      Überexpression von GBP2 toxisch und führt zu einer nukleären
      Akkumulation von poly(A)+-RNA. In dieser Arbeit konnte
      gezeigt werden, dass diese Toxizität unabhängig von der
      Lokalisation in beiden Zellkompartimenten ist, da sowohl die
      zytoplasmatische Variante (gbp2(S13/15/17A)) als auch das
      vorwiegend nukleär lokalisierte Gbp2 in Überexpression
      toxisch sind. Gbp2 ist daher möglicherweise bei Prozessen auf
      beiden Seiten der Kernmembran beteiligt. In der Tat konnten
      anderen Arbeiten nachweisen, dass Gbp2 im Zellkern ein
      wichtiger Kontrollfaktor für fehlerhaft gespleißte mRNAs ist
      und dass dafür die Assoziation sowohl mit Spleißingfaktoren
      als auch mit dem TRAMP-Komplex wichtig ist. Nab2 ist ein
      essentielles, mRNA-bindendes, pendelndes Protein, dass mit
      dem mRNA-Exportfaktor Mex67 interagiert. Der in dieser Arbeit
      hergestellten Mutante (nab2Δ200-249) fehlt die Bindestelle
      für den Importrezeptor Kap104. Diese Mutante kann einen
      temperatursensitiven Defekt von NAB2 (nab2-21) nicht
      ersetzen. Des Weiteren zeigte diese Mutante im Gegensatz zu
      Nab2 eine vorwiegend zytoplasmatische Lokalisation, da
      vermutlich der Import der Mutante durch das Fehlen der
      Kap104-Bindestelle eingeschränkt ist. Mittels
      Lokalisationsstudien dieser Nab2-Variante in verschiedenen
      Mutationsstämmen konnte gezeigt werden, dass der Export von
      nab2Δ200-249, von funktionierendem mRNA Export abhängt,
      allerdings ist eine Ubiquitinierung durch Tom1 für den Export
      von nab2Δ200-249 im Gegensatz zu Nab2 keine
      Voraussetzung.
description: The separation of RNA- and
      proteinsynthesis by space and time provides the opportunity
      for an individual regulation of these processes, but it also
      demands a functioning machinery which ensures that the
      processes are performed correctly. Defects in mRNA processing
      are for example known to be involved in the pathophysiology
      of neurodegenerative disease and cancer. Basic components are
      often conserved between Saccharomyces cerevisiae and
      mammalian cells. This work focuses on mRNA-binding proteins
      in S. cerevisiae, that shuttle between the nucleus and the
      cytoplasm. A cytoplasmic variant of the SR-like protein Gbp2
      (gbp2(S15A)-GFP) was used in an attempt to identify specific
      factors and functions that are associated with the
      mRNA-export of Gbp2. In an EMS mutagenesis screen, 33
      temperature-sensitive mutants were analyzed for
      gbp2(S15A)-GFP-export defects. Mtr4, with is associated with
      the TRAMP-complex and involved in nuclear surveillance of
      faulty mRNA and the splicing protein Prp8 were identified as
      factors that influence export of gbp2 associated mRNAs. GBP2
      is not essential, but overexpression is toxic and leads to a
      nuclear accumulation of poly(A)+-RNA. This work shows, that
      both the cytoplasmic variant (gbp2(S13/15/17A)) and Gbp2,
      which is mainly localized in the nucleus at steady state are
      toxic for the cells. Hence, Gbp2 possibly has a function in
      both compartments. And indeed later work could show that Gbp2
      is an import factor in the surveillance of spliced mRNAs and
      it marks faulty spliced mRNA for degradation at the nuclear
      exosome via TRAMP and Mtr4. Nab2 is an essential, shuttling,
      mRNA-binding protein that interacts with the export receptor
      Mex67. A Nab2 variant that lacks the binding domain for the
      import receptor Kap104 was generated (nab2Δ200-249). This
      mutant fails to replace the temperature-sensitive NAB2 strain
      (nab2-21). Presumably because of the impaired import of this
      mutant the location was cytoplasmic at steady state compared
      to the mainly nuclear localization of wild type Nab2.
      Localization studies of nab2Δ200-249 in different mutant
      strains revealed that export of nab2Δ200-249 is dependent on
      the functional mRNA export since the protein remains in the
      nucleus in strains with defective MEX67 (mex67-5) and in
      rat7-1, which lead to accumulation of mRNA in the nucleus.
      Also in contrast to Nab2 the export of nab2Δ200-249 is
      independent of ubiquitination by Tom1.