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Engulfment of apoptotic cell corpses in the nematode C. elegans


Züllig, Stephanie. Engulfment of apoptotic cell corpses in the nematode C. elegans. 2005, University of Zurich, Faculty of Science.

Abstract

Um zu verhindern, dass der Inhalt einer apoptotischen Zelle in Kontakt mit dem umliegenden Gewebe kommt und dort eventuell Schäden verursacht, werden apoptotische Zellen von anderen Zellen erkannt, umschlossen und eliminiert. Dieser Prozess wird Engulfment oder Phagozytose genannt. Im Nematoden C. elegans führt ein Defekt in einem Phagozytose Gen zu einer verzögerten Elimination der apoptotischen Zellen. Indem die Persistenz apoptotischer Zellen in verschiedenen Phagozytose Mutanten systematisch analysiert wurde, konnte gezeigt werden, dass zusätzliche, bis lang nicht identifizierte, Phagozytose Gene bei der Elimination apoptotischer Zellen eine Rolle spielen. Um neue Phagozytose Gene zu identifizieren, wurde eine genetische Mutagenese in ced-7 defekten Hermaphroditen durchgeführt. Es wurden acht Mutationen isoliert, die sich jedoch als neue Allele von bereits bekannten Phagozytose Genen erwiesen. In Metazoen wird das Vorhandensein von Phosphatidylserin (PS) auf der Zelloberfläche als charakteristischer Marker für apoptotische Zellen angesehen. Es wird angenommen, dass exponiertes PS als Signal für die Phagozytose dient. Bis jetzt war jedoch nicht bekannt, ob PS auch auf der Zelloberfläche von apoptotischen Zellen in C. elegans vorkommt. Mit Hilfe eines Reporterkonstruktes konnte in vivo gezeigt werden, dass PS auch in C. elegans an die Oberfläche von apoptotischen Zellen transportiert wird. Die Analyse von potentiellen Regulatoren dieses Prozesses führte zur Entdeckung von tat-1, dessen Funktion für die Translokation von PS in apoptotischen Zellen benötigt wird.

In order to prevent leakage of potentially harmful intracellular contents into the surrounding tissues, apoptotic cells are recognised and rapidly removed by other cells, a process termed engulfment. In the nematode C. elegans mutation of any known engulfment gene results in unengulfed cell corpses that persist for hours, or even days. Kinetic analysis of persistent cell corpse removal in engulfment-defective mutants provided further evidence for the existence of additional, as yet unidentified, engulfment genes. In order to identify novel engulfment genes a genetic screen in a sensitised ced-7 mutant background was performed. Using this approach, eight independent mutations were found that result in defective cell corpse removal. However, all mutations turned out to be novel alleles of already known engulfment genes. In metazoans exposure of phosphatidylserine (PS) has been considered a hallmark of apoptotic cells. However, it was not known so far whether apoptotic cells in C. elegans expose PS as well. By using a novel in vivo approach, it could be shown that dying cells in C. elegans expose PS. Analysis of potential regulators of this process revealed an important function for TAT-1 in the translocation of PS from the inner to the outer plasma membrane of apoptotic cells. Ablating the function of tat-1 impaired PS exposure on apoptotic cells and increased the number of unengulfed apoptotic cell corpses in C. elegans.

Abstract

Um zu verhindern, dass der Inhalt einer apoptotischen Zelle in Kontakt mit dem umliegenden Gewebe kommt und dort eventuell Schäden verursacht, werden apoptotische Zellen von anderen Zellen erkannt, umschlossen und eliminiert. Dieser Prozess wird Engulfment oder Phagozytose genannt. Im Nematoden C. elegans führt ein Defekt in einem Phagozytose Gen zu einer verzögerten Elimination der apoptotischen Zellen. Indem die Persistenz apoptotischer Zellen in verschiedenen Phagozytose Mutanten systematisch analysiert wurde, konnte gezeigt werden, dass zusätzliche, bis lang nicht identifizierte, Phagozytose Gene bei der Elimination apoptotischer Zellen eine Rolle spielen. Um neue Phagozytose Gene zu identifizieren, wurde eine genetische Mutagenese in ced-7 defekten Hermaphroditen durchgeführt. Es wurden acht Mutationen isoliert, die sich jedoch als neue Allele von bereits bekannten Phagozytose Genen erwiesen. In Metazoen wird das Vorhandensein von Phosphatidylserin (PS) auf der Zelloberfläche als charakteristischer Marker für apoptotische Zellen angesehen. Es wird angenommen, dass exponiertes PS als Signal für die Phagozytose dient. Bis jetzt war jedoch nicht bekannt, ob PS auch auf der Zelloberfläche von apoptotischen Zellen in C. elegans vorkommt. Mit Hilfe eines Reporterkonstruktes konnte in vivo gezeigt werden, dass PS auch in C. elegans an die Oberfläche von apoptotischen Zellen transportiert wird. Die Analyse von potentiellen Regulatoren dieses Prozesses führte zur Entdeckung von tat-1, dessen Funktion für die Translokation von PS in apoptotischen Zellen benötigt wird.

In order to prevent leakage of potentially harmful intracellular contents into the surrounding tissues, apoptotic cells are recognised and rapidly removed by other cells, a process termed engulfment. In the nematode C. elegans mutation of any known engulfment gene results in unengulfed cell corpses that persist for hours, or even days. Kinetic analysis of persistent cell corpse removal in engulfment-defective mutants provided further evidence for the existence of additional, as yet unidentified, engulfment genes. In order to identify novel engulfment genes a genetic screen in a sensitised ced-7 mutant background was performed. Using this approach, eight independent mutations were found that result in defective cell corpse removal. However, all mutations turned out to be novel alleles of already known engulfment genes. In metazoans exposure of phosphatidylserine (PS) has been considered a hallmark of apoptotic cells. However, it was not known so far whether apoptotic cells in C. elegans expose PS as well. By using a novel in vivo approach, it could be shown that dying cells in C. elegans expose PS. Analysis of potential regulators of this process revealed an important function for TAT-1 in the translocation of PS from the inner to the outer plasma membrane of apoptotic cells. Ablating the function of tat-1 impaired PS exposure on apoptotic cells and increased the number of unengulfed apoptotic cell corpses in C. elegans.

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Item Type:Dissertation (monographical)
Referees:Hengartner Michael O
Communities & Collections:UZH Dissertations
Dewey Decimal Classification:Unspecified
Language:English
Place of Publication:Zürich
Date:2005
Deposited On:04 Jun 2019 15:12
Last Modified:07 Apr 2020 07:15
Number of Pages:131
Additional Information:Enthält Sonderdruck
OA Status:Green
Related URLs:https://www.recherche-portal.ch/primo-explore/fulldisplay?docid=ebi01_prod005017707&context=L&vid=ZAD&search_scope=default_scope&tab=default_tab&lang=de_DE (Library Catalogue)

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