Über den Effekt des Knockdowns der TMBIM-Proteinfamilie in der Taufliege Drosophila Melanogaster

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 67 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.