DNA-Reparatur und Apoptose in Thymozyten lck-PARP-DBD-transgener Mäuse

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PARP_DBD.pdf23.01.2002 00:00:001,21 MB
PARP (Poly-ADP-Ribose Polymerase) ist ein kernständiges 116 kD Enzym, das an DNA-Strangbrüche bindet und dadurch enzymatisch aktiv wird. PARP überträgt vom Substrat NAD+ die ADP-Ribose auf Kernproteine und vor allen Dingen auf sich selbst. Dabei werden lange negativ geladene Poly-ADP-Riboseketten gebildet (reviewed by de Murcia et al., 1994). Die Funktion dieser Kettenbildung ist noch ungeklärt. PARP wird während der Apoptose (aktiver programmierter Zelltod) durch Aspartat-spezifische Cysteinproteasen (Caspasen) in zwei Fragmente (85 und 29 kD) spezifisch gespalten (D`Amours et al., 1998). Die Frage stellt sich, ob PARP bei der Reparatur von DNA-Schäden und beim Ab-lauf der Apoptose eine Rolle spielt. Zur näheren Charakterisierung der Funktionen von PARP wurde das transgene Maussystem gewählt, da es eine in vivo Analyse der betreffenden Fragestellungen ermöglichte. In einem ersten Schritt wurden unter Verwendung des proximalen lck-Promotors dbd-transgene Tiere generiert. Verschiedene transgene Linien, die die PARP-DBD sowohl in den peripheren, reifen T-Zellen als auch in den T-Vorläuferzellen des Thymus überexprimierten, konnten etabliert werden. Die Ana-lyse junger lck-dbd transgener Tiere ergab, dass die Überexpression der DBD im Thymus zu kei-ner Veränderung in der Thymusentwicklung führte. Veränderungen wären zu erwarten gewesen, denn im Thymus findet die Umgruppierung der TCR-Genketten durch Rekombination ? also DNA-Doppelstrangbrüche ? statt. PARP scheint also bei diesem speziellen Prozeß der DNA-Strangbruchreparatur keine Rolle zu spielen. Wurden die Thymozyten allerdings mit Röntgen-strahlen oder Alkylanzien (MNNG) behandelt, waren die Zellen, die das Transgen exprimierten, viel empfindlicher als Kontrollzellen aus Wildtypmäusen und gingen schneller in Apoptose. Die DNA-Strangbruch induzierte Apoptose ist abhängig von dem Vorhandensein des Tumorsuppres-sorgens p53. Kreuzungen der dbd-transgenen Tiere mit p53-defizienten Mäusen zeigten, dass die Strahlenempfindlichkeit vollkommen aufgehoben wurde, wenn p53 fehlte. Ein weiterer Effekt durch die Überexpression der PARP-DBD ist die Verzögerung der DNA-Einzelstrangbruchreparatur um 60%. Dieser Effekt wurde durch das Fehlen von p53 nicht beein-flußt. Somit konnte man aus den Ergebnissen schließen, dass PARP eine wichtige Funktion bei der Reparatur der durch Alkylierung oder Bestrahlung aufgetretenen DNA-Strangbrüche hat, dass aber für die Apoptoseexekutierung die Signalkaskade nach der DNA-Strangbruchinduktion - nämlich p53 - intakt sein muß. Vergleichbare Ergebnisse haben sich aus der Kreuzung von dbd-transgenen Tieren mit bcl-2-transgenen Tieren ergeben. Bcl-2 ist ein Membranmolekül am ER, dem Zellkern und der äußeren Mitochondrienmembran, das, wenn es stark exprimiert wird, die Zelle vor Apoptose schützt. Die Kreuzungstiere verhielten sich genauso wie die p53k.o./dbd-Kreuzung, was die Funktion der PARP bei der DNA-Reparatur bestätigte.
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Dokumententyp:
Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Fakultät / Institut:
Medizinische Fakultät » Universitätsklinikum Essen » Institut für Zellbiologie (Tumorforschung)
Fakultät für Biologie » Genetik
Dewey Dezimal-Klassifikation:
500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Stichwörter:
PARP, DNA-Bindungsdomäne, DNA-Reparatur, p53, Bcl-2, Apoptose
Sprache:
Deutsch
Kollektion / Status:
Dissertationen / Dokument veröffentlicht
Datum der Promotion:
08.03.2000
Dokument erstellt am:
08.03.2000
Promotionsantrag am:
17.04.2000
Dateien geändert am:
13.02.2013
Medientyp:
Text