Direkt zum Inhalt | Direkt zur Navigation

Eingang zum Volltext

Lizenz

Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-58528
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/5852/


Seumel, Gotelinde Irmgard

MikroRNAs und ihre Zielgene: Untersuchungen zu miR160 und miR534 in Physcomitrella patens (Hedw.) B.S.G.

MicroRNAs and their target genes: Investigations to miR160 and miR534 in Physcomitrella patens (Hedw.) B.S.G.

Dokument1.pdf (9.040 KB) (md5sum: c6282e6ff823a46b893ce2314e1afdb4)

Kurzfassung in Deutsch

In der vorliegenden Arbeit wurden zwei miRNA-Zielgen-Paare im Kleinen
Blasenmützenmoos, Physcomitrella patens, untersucht, davon ein zwischen Embryophyten konserviertes und ein nicht-konserviertes. Mit der posttranskriptionellen Regulation von PpARF-Genen durch miR160 liegt sowohl eine stark konservierte miRNA als auch ein konserviertes Zielgen vor. Um nähere Informationen über die Bedeutung der Regulation von PpARF3-1 durch miR160 zu erhalten, wurden bereits vorliegende PpARF3-1-Mutanten verwendet, die eine Veränderung in der miR160-Bindestelle besitzen. Die Charakterisierung
der Mutanten ergab das Fehlen des miR160-induzierten Spaltproduktes und leicht erhöhte PpARF3-1-Transkriptspiegel. Von zwei putativen PpARF3-1-Zielgenen, PpGH3-1 und PpGH3-2, die sowohl in Arabidopsis thaliana als auch in Physcomitrella patens Auxin mit Aminosäuren verknüpfen und damit inaktivieren, zeigte PpGH3-2 in den PpARF3-1-Mutanten erhöhte Transkriptmengen. Auxinmessungen ergaben erhöhte Werte in einer der Mutanten. Sowohl für PpARF3-1 als auch für PpGH3-2 wurde eine zirkadiane Regulierung beobachtet, die der Auxinwirkung übergeordnet ist.
Im Unterschied zu Arabidopsis thaliana konnte sowohl für PpmiR160 als auch für PpARF3-1 eine Induktion durch Auxin beobachtet werden. Eine positive Rückkoppelung zwischen PpARF3-1 und miR160 wurde jedoch nicht nachgewiesen.
MiR160-Überexpressionslinien erbrachten aufgrund geringer Überexpressionstärke und Diploidie keinen weiteren Aufschluss zur miR160-PpARF-Regulation.
MiR534a scheint evolutionär nach der Abspaltung der Höheren Pflanzen von den
Bryophyten entstanden zu sein, da sie bislang nur in Physcomitrella patens identifiziert wurde. Ihre Zielgene gehören zur Familie der BOP-Transkriptionsregulatoren. Diese finden sich auch in Höheren Pflanzen wie Arabidopsis thaliana, sind dort aber nicht durch eine miRNA reguliert. Zur Aufklärung der Funktion von miR534a wurden miR534-Pflanzen
erzeugt. Sie wiesen eine schnellere Gametophorenentwicklung auf als der Wildtyp bei gleichzeitig erhöhten PpBOP1- und PpBOP2-Transkriptspiegeln. Der Entwicklungsrückstand konnte jedoch vom Wildtyp nach Zugabe von Zytokinin überwunden werden.
Expressionsanalysen der bisher uncharakterisierten Zielgene von miR534a, PpBOP1,
PpBOP2 und eines weiteren putativen Zielgens PpBOP3, ergaben eine geringe
Expressionsstärke, die bei der Methode des Northern-Blottings in Protonema und
Gametophoren an der Nachweisgrenze lag. PpBOP3 konnte detektiert werden und wies eine erhöhte Expression in Protonema auf.


Kurzfassung in Englisch

In the following experiments two pairs of miRNAs and their target genes were investigated in the moss Physcomitrella patens. The regulation of ARF-genes by miR160 is highly conserved within the group of Embryophyta. To further investigate the impact of ARF-regulation by miR160, PpARF3-1-mutants bearing a mutation in the miR160-binding site were analysed. The characterisation of the mutants showed the absence of the PpARF3-1 cleavage product and slightly increased PpARF3-1 transcript levels. One of two putative target genes, PpGH3-2, which belongs to the amino acid conjugating IAA amido synthetases, showed elevated transcript levels in the PpARF3-1-mutants. Auxin measurements revealed increased values in one of the mutants. For PpARF3-1 and PpGH3-2 a circadian regulation of transcript levels was observed. The auxin effect seemed to be subordinated to this effect.
In contrast to Arabidopsis thaliana an induction by auxin could be revealed for both PpmiR160 and PpARF3-1. A positive feedback loop between PpARF3-1 and miR160 could not be detected. The production of miR160-overexpression lines did not give further insights into the miR160-PpARF regulation.
MiR534a’s evolutionary developement seems to have taken place after the disjunction of the higher plants from the bryophytes since it has until now only been found in Physcomitrella patens. Its target genes belong to the family of BOP transcriptional regulators. They are also found in Arabidopsis thaliana, but are not regulated by a miRNA there. To analyse the function of the miRNA, miRNA534a plants were generated. They showed a faster gametophore development compared to the wild type which was overcome after cytokinine application. Expression analyses for the target genes PpBOP1, PpBOP2, and a third putative target gene, PpBOP3, which had not been characterised before, showed a very low expression hardly detectable by the method of Northern blotting. Only PpBOP3 could be detected and showed a higher expression level in protonema.


SWD-Schlagwörter: Physcomitrella patens , Indolylessigsäure <3-> , RNS-Interferenz , Genregulation
Freie Schlagwörter (deutsch): mikroRNA, ARF, BOP, Auxinsignaltransduktionsweg
Freie Schlagwörter (englisch): microRNA , ARF, BOP, Physcomitrella patens , auxin signalling
Institut: Institut für Biologie 2
Fakultät: Fakultät für Biologie
DDC-Sachgruppe: Biowissenschaften, Biologie
Dokumentart: Dissertation
Erstgutachter: Reski, Ralf (Prof. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 15.09.2008
Erstellungsjahr: 2008
Publikationsdatum: 08.10.2008
Indexliste