Title (eng)
Connecting double strand breaks and synaptonemal complex assembly in C.elegans
Parallel title (deu)
Verbinden von Doppelstrang-Brüchen und dem Aufbau des Synaptonemalen Komplex in C.elegans
Author
Christina Wegrostek
Advisor
Verena Jantsch-Plunger
Assessor
Verena Jantsch-Plunger
Abstract (deu)
Das C.elegans him-19 Gen wurde als ein Faktor identifitziert, der in der frühen meiotischen Prophase-1 benötigt wird. Zytologische Beobachtungen zeigten, dass mutierte him-19 Würmer wahrscheinlich fehlerhaft in der Induktion von DNS Doppelstrang-Brüchen (DSB) und im Aufbau des synaptonemalen Komplexes (gemessen an der Polymerisation von SYP-1) sind, welche teilweise durch künstlich induzierte DSBs via gamma-Betrahlung wieder hergestellt werden können. Im Gegensatz dazu wurde berichtet, dass die Induktion von DSB –die Voraussetzung für Rekombination- und der Aufbau des synaptonemalen Komplexes (SC) zwischen den Chromosomen unabhängig voneinander stattfinden in der Meiose von Wildtyp C.elegans. Dennoch zeigten C.elegans him-19 Mutanten, dass DSB und Aufbau des SC in einem neuen Pfad verbunden werden können. Der genetische Hintergrund von him-19 erlaubt mir die Rolle von Rekombinations-Zwischenprodukten in der Förderung oder Hemmung der Polymerisation von SYP-1 zu untersuchen. C.elegans Doppel-Mutanten, welche in verschiedenen Schritten der DSB-Prozessierung beeinträchtigt und hauptsächlich an homologer Rekombination (mre-11, rad-51, msh-5 and zhp-3) und Chromosomen-Bewegung (sun-1) beteiligt sind, zeigten eingeschränkte SYP-1-Polymerisation in einem Hintergrund mit fehlerhaftem him-19 Gen. Auch wenn künstlich induzierte DSB teilweise die Lokalisation von SYP-1 wieder herstellen, umgehen diese nicht die Notwendigkeit von MRE-11, RAD-51 und MSH-5 um die Polymerisation von SYP-1 in der Abwesenheit von HIM-19 einzuleiten. Interressanterweise polymerisiert SYP-1 durch Betrahlung wesentlich ausgedehnter in him-19 zhp-3 verglichen zu him-19 Mutanten. Folglich deckte meine Arbeit eine neue Aktivität des ZHP-3 Proteins in der Beschränkung der SC-Polymerisation auf. Im Gegensatz zu der verbesserten Polymerisation von SYP-1 in bestrahlten him-19 Mutanten zeigten FISH Analysen, dass die homologe Chromosomen-Paarung durch Bestrahlung nicht erhöht werden konnte , was wiederum auf nicht-homologe Synapse oder SC Polymerisation auf individuellen Chromosomenachsen hinweist.
Abstract (eng)
The C.elegans him-19 gene is required in early meiotic prophase 1. Cytological observations showed that him-19 mutant worms are likely deficient in double strand break (DSB) induction and synaptonemal complex (SC) formation (as evidenced by SYP-1 polymerization), which can be partially rescued by artificially induced breaks by γ-irradiation. In contrast, DSB induction –the prerequisite for recombination- and synaptonemal complex assembly between chromosomes were reported to take place independently in wild-type C.elegans meiosis. However, the C.elegans him-19 mutant revealed that DSBs and synaptonemal complex assembly can be connected through a new pathway and the him-19 genetic background allowed me to investigate the role of recombination intermediates promoting or inhibiting SYP-1 polymerization. C.elegans double mutants affected in different steps of DSB-processing, mostly concerning the homologous recombination pathway (mre-11, rad-51, msh-5 and zhp-3) and chromosome movement (sun-1) showed restricted SYP-1 polymerization in the him-19 deficient background. Even though artificially induced DSBs partially restore SYP-1 localization onto chromosomes in him-19, they do not circumvent the need of MRE-11, RAD-51 and MSH-5 for triggering SYP-1 polymerization in the absence of HIM-19. Interestingly, SYP-1 polymerized more extensively in irradiated him-19 zhp-3 when compared to him-19 single mutants. Thus my work uncovered a novel activity of the ZHP-3 protein in restricting SC polymerization. In contrast to enhanced SYP-1 polymerization in irradiated him-19 mutants, homologous pairing of chromosomes was not augmented upon irradiation as assessed by FISH analyses, indicating non-homologous synapsis or SC polymerization onto individual chromosome axes.
Keywords (eng)
meiosisC.eleganssynaptonemal complexrecombination
Keywords (deu)
MeioseC.elegansSynaptonemaler KomplexRekombination
Subject (deu)
Subject (deu)
Subject (deu)
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
Extent (deu)
65 S. : Ill., graph. Darst.
Number of pages
68
Association (deu)
Title (eng)
Connecting double strand breaks and synaptonemal complex assembly in C.elegans
Parallel title (deu)
Verbinden von Doppelstrang-Brüchen und dem Aufbau des Synaptonemalen Komplex in C.elegans
Author
Christina Wegrostek
Abstract (deu)
Das C.elegans him-19 Gen wurde als ein Faktor identifitziert, der in der frühen meiotischen Prophase-1 benötigt wird. Zytologische Beobachtungen zeigten, dass mutierte him-19 Würmer wahrscheinlich fehlerhaft in der Induktion von DNS Doppelstrang-Brüchen (DSB) und im Aufbau des synaptonemalen Komplexes (gemessen an der Polymerisation von SYP-1) sind, welche teilweise durch künstlich induzierte DSBs via gamma-Betrahlung wieder hergestellt werden können. Im Gegensatz dazu wurde berichtet, dass die Induktion von DSB –die Voraussetzung für Rekombination- und der Aufbau des synaptonemalen Komplexes (SC) zwischen den Chromosomen unabhängig voneinander stattfinden in der Meiose von Wildtyp C.elegans. Dennoch zeigten C.elegans him-19 Mutanten, dass DSB und Aufbau des SC in einem neuen Pfad verbunden werden können. Der genetische Hintergrund von him-19 erlaubt mir die Rolle von Rekombinations-Zwischenprodukten in der Förderung oder Hemmung der Polymerisation von SYP-1 zu untersuchen. C.elegans Doppel-Mutanten, welche in verschiedenen Schritten der DSB-Prozessierung beeinträchtigt und hauptsächlich an homologer Rekombination (mre-11, rad-51, msh-5 and zhp-3) und Chromosomen-Bewegung (sun-1) beteiligt sind, zeigten eingeschränkte SYP-1-Polymerisation in einem Hintergrund mit fehlerhaftem him-19 Gen. Auch wenn künstlich induzierte DSB teilweise die Lokalisation von SYP-1 wieder herstellen, umgehen diese nicht die Notwendigkeit von MRE-11, RAD-51 und MSH-5 um die Polymerisation von SYP-1 in der Abwesenheit von HIM-19 einzuleiten. Interressanterweise polymerisiert SYP-1 durch Betrahlung wesentlich ausgedehnter in him-19 zhp-3 verglichen zu him-19 Mutanten. Folglich deckte meine Arbeit eine neue Aktivität des ZHP-3 Proteins in der Beschränkung der SC-Polymerisation auf. Im Gegensatz zu der verbesserten Polymerisation von SYP-1 in bestrahlten him-19 Mutanten zeigten FISH Analysen, dass die homologe Chromosomen-Paarung durch Bestrahlung nicht erhöht werden konnte , was wiederum auf nicht-homologe Synapse oder SC Polymerisation auf individuellen Chromosomenachsen hinweist.
Abstract (eng)
The C.elegans him-19 gene is required in early meiotic prophase 1. Cytological observations showed that him-19 mutant worms are likely deficient in double strand break (DSB) induction and synaptonemal complex (SC) formation (as evidenced by SYP-1 polymerization), which can be partially rescued by artificially induced breaks by γ-irradiation. In contrast, DSB induction –the prerequisite for recombination- and synaptonemal complex assembly between chromosomes were reported to take place independently in wild-type C.elegans meiosis. However, the C.elegans him-19 mutant revealed that DSBs and synaptonemal complex assembly can be connected through a new pathway and the him-19 genetic background allowed me to investigate the role of recombination intermediates promoting or inhibiting SYP-1 polymerization. C.elegans double mutants affected in different steps of DSB-processing, mostly concerning the homologous recombination pathway (mre-11, rad-51, msh-5 and zhp-3) and chromosome movement (sun-1) showed restricted SYP-1 polymerization in the him-19 deficient background. Even though artificially induced DSBs partially restore SYP-1 localization onto chromosomes in him-19, they do not circumvent the need of MRE-11, RAD-51 and MSH-5 for triggering SYP-1 polymerization in the absence of HIM-19. Interestingly, SYP-1 polymerized more extensively in irradiated him-19 zhp-3 when compared to him-19 single mutants. Thus my work uncovered a novel activity of the ZHP-3 protein in restricting SC polymerization. In contrast to enhanced SYP-1 polymerization in irradiated him-19 mutants, homologous pairing of chromosomes was not augmented upon irradiation as assessed by FISH analyses, indicating non-homologous synapsis or SC polymerization onto individual chromosome axes.
Keywords (eng)
meiosisC.eleganssynaptonemal complexrecombination
Keywords (deu)
MeioseC.elegansSynaptonemaler KomplexRekombination
Subject (deu)
Subject (deu)
Subject (deu)
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
Number of pages
68
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