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Ensconsin, a Par-1 regulated microtubule associated protien, regulates kinesin dependent transport

Sung, Hsin-Ho

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Maternal proteins and mRNA contribute to both oocyte and embryo development. I performed a genetic screen to identify genes with maternal function in Drosophila. From this screen, I isolated PB4170, which affects CG14998 (ensconsin). The human homologue of this protein, E-MAP-115/Ensconsin, is known to be a microtubule binding protein that interacts dynamically with microtubules. However, its molecular function is poorly understood. From ensconsin mutant analysis in Drosophila, I have found that this gene is specifically required for microtubule-dependent polarity in the oocyte. My results suggest that Ensconsin does not directly affect the stability or orientation of microtubules, but acts through Kinesin, a plus end directed motor that moves cargos along microtubules. I could also demonstrate that Ensconsin is a target of the Par-1 kinase, which has been shown to be required for the establishment of oocyte polarity in Drosophila. In mammals, the Par-1 homolog MARK destabilises microtubules through phosphorylation of microtubule associated proteins (MAPs).In Drosophila, Par-1 directly affects microtubule stability via unkown MAPs, as the MAPs identified so far do not show any polarity defects in the oocyte. As ensconsin mutants do show an oocyte polarity phenotype, this strongly suggests that in Drosophila Par-1 kinase controls oocyte polarity also through the regulation of Kinesin-based transport by phosphorylation of Ensconsin.

Translation of abstract (English)

Maternale Transkripte und Proteine steuern zur Entwicklung der Eizelle und des Embryos bei. Um Gene mit einer maternalen Funktion in Drosophila zu identifizieren führte ich einen genetischen Screen durch. Dabei isolierte ich PB4170, eine Mutante für das Gen CG14998 (ensconsin). Es ist bekannt, dass das menschliche Homolog dieses Gens, E-MAP-115/Ensconsin, Mikrotubuli binden und dynamisch mit ihnen interagieren kann. Die genaue Funktion von Esconsin ist jedoch nicht geklärt. Durch die Analyse der ensconsin Mutanten fand ich heraus, dass Ensconsin spezifisch für die Polarität der Oozyte, welche von den Mikrotubuli abhängig ist, benötigt wird. Meine Resultate deuten darauf hin, dass Ensconsin nicht direkt die Stabilität oder die Orientierung der Mikrotubuli beeinflusst, sondern spezifisch für die Funktion von Kinesin, einem Motorprotein welches sich den Mikrotubuli entlang bewegt, gebraucht wird. Im weiteren konnte ich zeigen, dass Ensconsin durch die Par-1 Kinase, einem Enzym, welches für die Polarität der Oozyte und der Follikelzellen benötigt wird, phosphoryliert wird. In Säugetieren destabilisert das Par-1 homolog MARK Mikrotubuli durch Phosphorylierung von Mikrotubuli-Bindungsproteine (MAPs). Par-1 beeinflusst auch in Drosophila die Stabilität der Mikrotubuli, doch ist in den Mutanten der bisher bekannten MAPs die Polarität der Oozyte normal. Da in ensconsin Mutanten die Polarität der Oozyte beeinträchtigt ist, deuten meine Resultate darauf hin, dass die Par-1 Kinase diese Polarität durch die Regulation von Kinesin-basiertem Transport über die Phosphorylierung von Ensconsin kontrolliert.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Rorth, Dr. Pernille
Date of thesis defense: 10 July 2007
Date Deposited: 18 Sep 2007 15:59
Date: 2007
Faculties / Institutes: The Faculty of Bio Sciences > Dean's Office of the Faculty of Bio Sciences
Subjects: 570 Life sciences
Uncontrolled Keywords: ensconsin , par-1 , kinesin
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