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Search for the receptor and target genes of sex-peptide


Domanitskaya, Elena V. Search for the receptor and target genes of sex-peptide. 2005, University of Zurich, Faculty of Science.

Abstract

Bei Drosophila, wie auch bei vielen anderen Insekten, wird die Physiologie und das Verhalten der Weibchen durch eine Begattung beträchtlich verändert (Leopold, 1976). Während virginelle Weibchen nur ein paar wenige Eier legen, wird die Eilegerate in begatteten Weibchen bedeutend erhöht. Virginelle Weibchen akzeptieren werbende Männchen, nach einer Begattung werden sie jedoch abgewiesen (Chen, 1984). Obwohl viele Funktionen des SP gut charakterisiert wurden, sind der Rezeptor und die Reaktionskaskade weitgehend nicht bekannt. Das Ziel meiner Dissertation war es einige mögliche Kandidaten für den SP Rezeptor genauer zu charakterisieren, den SP Rezeptor zu identifizieren und weitere Komponenten der SP Reaktionskaskade im Weibchen zu finden. Die Versuche wurden unternommen mittels Microarrays und der "DUALmembrane system"-Technik einen SP Rezeptor zu identifizieren. Aus den Resultaten des Microarrays ergab sich, dass der gonadotropin-releasing hormone receptor (GRHR) sich als der beste Kandidat für einen SP Rezeptor erwies. Eine Analyse von GRHR Gen zeigte aber, dass dieses Gen nicht in die BR involviert ist, d.h. es handelt sich nicht um den SP Rezeptor. Deshalb wurde in der Folge das "DUALmembrane system" vom DualSystems Biotech für ein library screen von SP-bindenden Proteinen eingesetzt. Zwei cDNA libraries wurden aus Köpfen von 3-tägigen Fliegen hergestellt. Als Resultat ergab sich eine Interaktion zwischen SP und der off-track Rezeptor Tyrosin Kinase (Gen: otk). Weitere Arbeiten sind aber nötig, um nachzuweisen, dass es sich bei otk um den SP Rezeptor handelt. Um SP-regulierte Gene zu identifizieren die im Kopf und im Abdomen der Weibchen exprimiert werden, wurde eine "Genom-weite" Microarray-Analyse der entsprechenden Transkripte durchgeführt. Es konnte gezeigt werden, dass SP die Gene im Kopf und Abdomen differentiell reguliert. Zusätzlich konnte gezeigt werden, dass der N- terminale Teil für die Genregulation keine Rolle spielt. Der C-terminale Teil von SP ist verantwortlich für die Genexpression die zu den BR führt, und auch für die Aktivierung der Immun-Antwort im Abdomen der Weibchen.

In Drosophila, as well as in many other insects, mating significantly changes the physiology and the behaviour of females (Leopold, 1976). Whereas virgin females lay only a few eggs, the egg laying rate is markedly increased in mated females. Furthermore, while virgin females readily accept courting males, they reject courting males after mating (Chen, 1984). Sex-Peptide (SP) is the major player in the stimulation of egg-laying and rejection behaviour in females (the two post-mating responses = PMR). Despite extensive knowledge about the many functions of SP, the receptor and the molecular mechanism of the SP response cascade are mainly unknown. The aim of my PhD thesis was to identify the receptor of SP, and to find components of the SP response cascade in the female. The attempts to identify the receptor of SP were performed by involvement of microarray and "DUALmembrane system" approaches. Gonadotropin-releasing hormone receptor (GRHR) resulted as the most promising candidate gene from the microarray approach. Further analysis of GRHR showed that this gene is not involved in the establishment of the PMR, and as a result, it does not encode a SP receptor. Therefore, the "DUALmembrane system" assay of DualSystems Biotech was used to find SP binding proteins by screening two cDNA libraries prepared from the heads of 3 d old females. As a result of the screening, an interaction was observed for SP with the off-track receptor tyrosine kinase (gene: otk). To determine genes which are regulated by SP in the head and in the abdomen to serve the two PMR, I performed a genome-wide expression analysis aimed at identifying all transcripts from the D. melanogaster head and abdomen that exhibit SP- dependent expression patterns. I found that SP differentially regulates gene expression in the heads and in the abdomen of Drosophila females. Furthermore, it was shown that the N-terminal part of SP is not participating in the gene regulation, and that the C-terminal part of SP from aa 8 to 36 is responsible for the regulation of gene expression leading to the two PMR and the activation of the immune response in the abdomen.

Abstract

Bei Drosophila, wie auch bei vielen anderen Insekten, wird die Physiologie und das Verhalten der Weibchen durch eine Begattung beträchtlich verändert (Leopold, 1976). Während virginelle Weibchen nur ein paar wenige Eier legen, wird die Eilegerate in begatteten Weibchen bedeutend erhöht. Virginelle Weibchen akzeptieren werbende Männchen, nach einer Begattung werden sie jedoch abgewiesen (Chen, 1984). Obwohl viele Funktionen des SP gut charakterisiert wurden, sind der Rezeptor und die Reaktionskaskade weitgehend nicht bekannt. Das Ziel meiner Dissertation war es einige mögliche Kandidaten für den SP Rezeptor genauer zu charakterisieren, den SP Rezeptor zu identifizieren und weitere Komponenten der SP Reaktionskaskade im Weibchen zu finden. Die Versuche wurden unternommen mittels Microarrays und der "DUALmembrane system"-Technik einen SP Rezeptor zu identifizieren. Aus den Resultaten des Microarrays ergab sich, dass der gonadotropin-releasing hormone receptor (GRHR) sich als der beste Kandidat für einen SP Rezeptor erwies. Eine Analyse von GRHR Gen zeigte aber, dass dieses Gen nicht in die BR involviert ist, d.h. es handelt sich nicht um den SP Rezeptor. Deshalb wurde in der Folge das "DUALmembrane system" vom DualSystems Biotech für ein library screen von SP-bindenden Proteinen eingesetzt. Zwei cDNA libraries wurden aus Köpfen von 3-tägigen Fliegen hergestellt. Als Resultat ergab sich eine Interaktion zwischen SP und der off-track Rezeptor Tyrosin Kinase (Gen: otk). Weitere Arbeiten sind aber nötig, um nachzuweisen, dass es sich bei otk um den SP Rezeptor handelt. Um SP-regulierte Gene zu identifizieren die im Kopf und im Abdomen der Weibchen exprimiert werden, wurde eine "Genom-weite" Microarray-Analyse der entsprechenden Transkripte durchgeführt. Es konnte gezeigt werden, dass SP die Gene im Kopf und Abdomen differentiell reguliert. Zusätzlich konnte gezeigt werden, dass der N- terminale Teil für die Genregulation keine Rolle spielt. Der C-terminale Teil von SP ist verantwortlich für die Genexpression die zu den BR führt, und auch für die Aktivierung der Immun-Antwort im Abdomen der Weibchen.

In Drosophila, as well as in many other insects, mating significantly changes the physiology and the behaviour of females (Leopold, 1976). Whereas virgin females lay only a few eggs, the egg laying rate is markedly increased in mated females. Furthermore, while virgin females readily accept courting males, they reject courting males after mating (Chen, 1984). Sex-Peptide (SP) is the major player in the stimulation of egg-laying and rejection behaviour in females (the two post-mating responses = PMR). Despite extensive knowledge about the many functions of SP, the receptor and the molecular mechanism of the SP response cascade are mainly unknown. The aim of my PhD thesis was to identify the receptor of SP, and to find components of the SP response cascade in the female. The attempts to identify the receptor of SP were performed by involvement of microarray and "DUALmembrane system" approaches. Gonadotropin-releasing hormone receptor (GRHR) resulted as the most promising candidate gene from the microarray approach. Further analysis of GRHR showed that this gene is not involved in the establishment of the PMR, and as a result, it does not encode a SP receptor. Therefore, the "DUALmembrane system" assay of DualSystems Biotech was used to find SP binding proteins by screening two cDNA libraries prepared from the heads of 3 d old females. As a result of the screening, an interaction was observed for SP with the off-track receptor tyrosine kinase (gene: otk). To determine genes which are regulated by SP in the head and in the abdomen to serve the two PMR, I performed a genome-wide expression analysis aimed at identifying all transcripts from the D. melanogaster head and abdomen that exhibit SP- dependent expression patterns. I found that SP differentially regulates gene expression in the heads and in the abdomen of Drosophila females. Furthermore, it was shown that the N-terminal part of SP is not participating in the gene regulation, and that the C-terminal part of SP from aa 8 to 36 is responsible for the regulation of gene expression leading to the two PMR and the activation of the immune response in the abdomen.

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Item Type:Dissertation (monographical)
Referees:Kubli Eric
Communities & Collections:UZH Dissertations
Dewey Decimal Classification:Unspecified
Language:English
Place of Publication:Zürich
Date:2005
Deposited On:20 Jun 2019 09:14
Last Modified:07 Apr 2020 07:15
Number of Pages:88
OA Status:Green
Related URLs:https://www.recherche-portal.ch/primo-explore/fulldisplay?docid=ebi01_prod005237592&context=L&vid=ZAD&search_scope=default_scope&tab=default_tab&lang=de_DE (Library Catalogue)

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