Über den Effekt des Knockdowns der TMBIM-Proteinfamilie in der Taufliege Drosophila Melanogaster
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Abstract
Die TMBIM-Proteinfamilie ist aus fast allen Klassen des Lebens, inklusive der
Säugetiere, Insekten, Pflanzen, Hefen und sogar manchen Bakterien und Viren
bekannt. Ihren Namen verdankt sie der antagonistischen Wirkung auf proapoptotische
Mitglieder der BCL-2-Familie (Rojas-Rivera and Hetz, 2015). Trotzdem ist Funktion
und Rolle vor allem für einzelne Mitglieder noch relativ unbekannt. Typische
Lokalisation der Proteine sind die Membranen des ER und Golgiapparates. Für
TMBIM5 wurde allerdings eine mitochondriale Lokalisation nachgewiesen (Lisak et al.,
2015). Die Drosophila Melanogaster ist ein wichtiger Modellorganismus der
genetischen Forschung und verfügt dank des Gal4-UAS-System über eine simple und
robuste Methode des Knockdowns verschiedener Gene (Duffy, 2002). In dieser Arbeit
wurde unter Nutzung des Gal4-UAS-System ein gewebsspezifischer Knockdown der
TMBIM-Orthologe durchgeführt. Für CG3814 war eine leichte Einschränkung der
Lebensfähigkeit durch den mef2- und elav-gesteuerten Knockdown auffällig. Ähnliches
galt für CG3798. Ein Fokus dieser Arbeit lag auf CG2076, dem Homolog des humanen
TMBIM5. Wie dieses befindet es sich in der IMM (M'Angale and Staveley, 2016a).
Auffällig war eine Reduktion der Lebensfähigkeit in fast allen Kreuzungen, aber
besonders für tubP-Gal4, dem ubiquitären Treiber. Der mef2-gesteuerte Knockdown
führte neben einer verkürzten Lebenszeit zudem zu einer verringerten
lokomotorischen Funktion. Elav-CG2076-RNAi-Fliegen waren anfälliger gegenüber
verschiedenen Noxen, wobei H2O2 und Rotenon die stärkste Wirkung zeigten. Beide
Stoffe basieren auf oxidativer Schädigung, insbesondere der Mitochondrien. Die
Kombination des Knockdowns von CG2076 mit der Überexpression von MCU führte
zu einer weiteren Reduktion der Lebensfähigkeit adulter Fliegen, während der
zusätzliche Knockdown von MCU einen gegenteiligen Effekt hatte. Für die nahe
verwandten CG7188 und CG9722 stand vor allem die Einschränkung der
Lebensfähigkeit adulter Fliegen bei Knockdown durch mef2 im Vordergrund, wobei die
Lokomotorik der Larven nicht eingeschränkt war. CG30379 zeigte eine interessante
Reduktion adulter Fliegen in der repo-Gal4-Gruppe, also dem Knockdown in
Gliazellen. Eine weitere Aufschlüsselung nach Gliazelltypen erfolgte, wo sich vor allem
ein Effekt in der tret1-1- und alrm-Gruppe zeigte. Hierbei erfolgte der Knockdown in
Astrozyten und perineurial. Insgesamt konnte eine wichtige Rolle für die TMBIM-
Proteinfamilie der Fliege gezeigt werden. Vor allem CG2076 scheint für die
Lebensfähigkeit von Fliegen von großer Bedeutung zu sein und schützt eventuell vor
mitochondrialen Schäden. Hierbei spielt vermutlich eine Interaktion mit MCU eine
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wichtige Rolle. Da für verschiedene TMBIM-Proteine eine Ca2+-sensible Funktion
beschrieben wurde, ist hier eine ähnliche Funktionsweise denkbar (Guo et al., 2019)
(Bultynck et al., 2014). Es konnte gezeigt werden, dass mit der Fliege ein leicht
zugängliches System besteht, in dem der Knockdown der TMBIM-Proteinfamilie auch
in Zukunft weiter untersucht werden kann. Die Ergebnisse ähnelten vorbeschriebenen
Experimenten in Säugetieren und Zellkulturen, auch wenn es zu einzelnen
Abweichungen kam.