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Functional characterization of Lupli, a new component of the oskar RNP complex in the Drosophila oocyte

Neidhart, Lukas

German Title: Funktionelle Charakterisierung von Lupli, einer neuen Komponente des oskar RNP Komplexes in der Drosophila Ooocyte

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Abstract

mRNA localization is a common mechanism for targeting proteins to specific locations within a cell, and is crucial for establishment of cellular asymmetries. In Drosophila, the two main body axis are determined by the localization of three maternal transcripts in the oocyte, bicoid, gurken, and oskar mRNA. oskar mRNA localizes to the posterior pole of the oocyte where it is translated locally, which is crucial for abdomen formation and germline development. Many of the factors regulating this process have been identified by means of genetics, and the majority of them colocalize with the oskar transcript at the posterior pole. However, the precise mechanism of oskar mRNA localization is still not understood. To gain further insight into the process of oskar regulation, I aimed at identifying novel components involved in this process. I participated in a protein-trap screen where GFP fusions were randomly generated, and colocalization with oskar mRNA at the posterior pole of the oocyte was scored. Several lines displaying an enriched GFP signal at the posterior pole were identified. I characterized an independently generated line, in which the gene identified encodes a novel RNA recognition motif (RRM)-containing protein that I named Lupli. By immunostaining, I showed that endogenous Lupli protein displays the same distribution pattern in the oocyte as GFP::Lupli. Lupli associates with the 3’ UTR of oskar mRNA and is a component of the oskar ribonucleoprotein (RNP) complex in vivo. I showed that the late short-range transport of oskar mRNA to the cortex is defective in lupli mutant oocytes at stage 9, and that the microtubule cytoskeleton is not properly polarized. Furthermore, Oskar protein levels are reduced in lupli mutant ovaries. My work thus led to the identification of Lupli as a new component of the oskar RNP complex, and suggests that its function is required for proper localization and expression of oskar in Drosophila oocytes.

Translation of abstract (German)

Die Lokalisierung von mRNA ist ein Mechanismus um Proteine gezielt in einer spezifischen Region der Zelle zu exprimieren und somit zur Schaffung von zellulären Asymmetrien beiträgt. In Drosophila werden die zwei Körperachsen durch die Lokalisierung von drei verschiedenen Transkripten bestimmt: oskar, bicoid und gurken. oskar mRNA lokalisiert am posterioren Pol der Oocyte, was essentiell ist für die Bildung der Geschlechtszellen und des Abdomens. Die meisten Faktoren, die für die Lokalisierung des oskar Transkripts benötigt werden, wurden durch genetische Analysen identifiziert und kolokalisieren häufig mit der oskar mRNA am posterioren Pol der Oocyte. Der genau Mechanismus der oskar mRNA Lokalisierung ist aber nach wie vor unbekannnt. Um diesen Mechanismus besser zu verstehen war die Zielsetzung, neue Faktoren zu identifizieren, welche in diesem Prozess involviert sind. Dazu führte ich einen visuellen Screen durch, wobei durch Moblisierung eines GFP-basierten Transposons im Genom von Drosophila chimäre GFP-Proteine (GFP: Grün Fluoreszierendes Protein) generiert wurden. Dabei suchte ich speziell nach Drosophila Linien, bei welchen eine Kolokalisierung von oskar mRNA mit GFP am posterioren Pol der Oocyte stattfand, und mehrere solcher Linien wurden identifiziert. Zusätzlich charakterisierte ich eine vom Screen unabhängig generierte Linie, bei der GFP in ein bis dato nicht charakterisiertes Gen eingefügt war. Dieses Gen wurde lupli benannt und kodiert für ein RNA-Bindungsprotein. Antikörperfärbung bestätigte, dass das endogene Lupli-Protein dasselbe Expressionsmuster besitzt, wie das chimäre GFP::Lupli. Lupli assoziert mit dem 3' untranslatierten Bereich (3' UTR) der oskar mRNA und ist eine neue Komponente des oskar RNP-Komplexes (RNP: Ribonucleoprotein). Ich konnte zeigen, dass in lupli mutierten Oocyten währed des 9. Stadiums der Transport des oskar Transkripts über eine kurze Strecke zum posterioren Cortex, sowie die Polarisierung der Mikrobuli im Zytoskelett gestört sind. Im weiteren sinkt in mutierten lupli Oocyten der Oskar-Proteinspiegel. Meine Arbeit führte zur Identifizierung von Lupli, einer neuen Komponente des oskar RNPs, und suggeriert, dass die Funktion von Lupli für die Lokalisierung, sowie für die Expression von oskar erforderlich ist.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Gilmour, Dr. Darren
Date of thesis defense: 26 October 2007
Date Deposited: 31 Oct 2007 10:11
Date: 2007
Faculties / Institutes: The Faculty of Bio Sciences > Dean's Office of the Faculty of Bio Sciences
Subjects: 570 Life sciences
Controlled Keywords: Drosophila, RNS, RNS-Bindungsproteine, Messenger-RNS, Oogenese, Lokalisation, Polarität, Mikrotubulus
Uncontrolled Keywords: Drosophila , oogenesis , mRNA , RNA localization , polarity
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