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1. Grafe, Marianne Erika. Analysis of supramolecular assemblies of NE81, the first lamin protein in a non-metazoan organism.

Degree: PhD, 2019, Universität Potsdam

Lamine sind Proteine an der inneren Kernhülle und bilden zusammen mit verbundenen Proteinen die nukleäre Lamina. Dieses Netzwerk sorgt für die Stabilität des Zellkerns und unterstützt die Organisation des Zell-Zytoskeletts. Zusätzlich sind Lamine und ihre verbundenen Proteine in viele Prozesse wie Genregulation und Zelldifferenzierung involviert. Bis 2012 war der Stand der Forschung, dass nur bei mehrzelligen Organismen eine nukleäre Lamina zu finden ist. NE81 ist das erste lamin-ähnliche Protein, das in einem nicht-mehrzelligen Organismus (Dictyostelium discoideum) entdeckt wurde. Es hat viele Eigenschaften und Strukturmerkmale mit Laminen gemeinsam. Dazu zählt der dreiteilige Aufbau des Proteins, eine Phosphorylierungsstelle für ein Zellzyklus-abhängiges Enzym, ein Kernlokalisationssignal, wodurch das Protein in den Kern transportiert wird, sowie eine C-terminale Sequenz zur Verankerung des Proteins in der Kernhülle. In dieser Arbeit wurden verschiedene Methoden zur vereinfachten Untersuchung von Laminstrukturen getestet, um zu zeigen, dass sich NE81 wie bereits bekannte Lamin-Proteine verhält und supramolekulare Netzwerke aus Laminfilamenten bildet. Zur Analyse der Struktur supramolekularer Anordnungen wurde das Protein durch Entfernen des Kernlokalisationssignals auf der äußeren Kernhülle von Dictyostelium gebildet. Die anschließende Untersuchung der Oberfläche der Kerne mit einem Rasterelektronenmikroskop zeigte, dass NE81 Strukturen in der Größe von Laminen bildet, allerdings nicht in regelmäßigen filamentösen Anordnungen. Um die Entstehung der Laminfilamente zu untersuchen, wurde lösliches NE81 aus Dictyostelium aufgereinigt und mit verschiedenen mikroskopischen Methoden untersucht. Dabei wurde festgestellt, dass NE81 unter Niedrigsalz-Bedingungen dünne, fadenförmige Strukturen und Netzwerke ausbildet, die denen von Säugetier-Laminen sehr ähnlich sind. Die Mutation der Phosphorylierungsstelle von NE81 zu einer imitierenden dauerhaften Phosphorylierung von NE81 in der Zelle, zeigte zunächst ein gelöstes Protein, das überraschenderweise unter Blaulichtbestrahlung der Zelle wieder lamin-ähnliche Anordnungen formte. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass NE81 echte Laminstrukturen ausbilden kann und hebt Dictyostelium als Nicht-Säugetier-Modellorganismus mit einer gut charakterisierten Kernhülle, mit allen relevanten, aus tierischen Zellen bekannten Proteinen, hervor.

Nuclear lamins are nucleus-specific intermediate filaments forming a network located at the inner nuclear membrane of the nuclear envelope. They form the nuclear lamina together with proteins of the inner nuclear membrane regulating nuclear shape and gene expression, among others. The amoebozoan Dictyostelium NE81 protein is a suitable candidate for an evolutionary conserved lamin protein in this non-metazoan organism. It shares the domain organization of metazoan lamins and is fulfilling major lamin functions in Dictyostelium. Moreover, field-emission scanning electron microscopy (feSEM) images of NE81 expressed on Xenopus oocytes nuclei…

Advisors/Committee Members: Gräf, Ralph (advisor), Beta, Carsten (advisor), Gräf, Ralph (referee), Chiantia, Salvatore (referee), Krohne, Georg (referee).

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APA (6th Edition):

Grafe, M. E. (2019). Analysis of supramolecular assemblies of NE81, the first lamin protein in a non-metazoan organism. (Doctoral Dissertation). Universität Potsdam. Retrieved from https://publishup.uni-potsdam.de/opus4-ubp/frontdoor/index/index/docId/44180

Chicago Manual of Style (16th Edition):

Grafe, Marianne Erika. “Analysis of supramolecular assemblies of NE81, the first lamin protein in a non-metazoan organism.” 2019. Doctoral Dissertation, Universität Potsdam. Accessed February 28, 2020. https://publishup.uni-potsdam.de/opus4-ubp/frontdoor/index/index/docId/44180.

MLA Handbook (7th Edition):

Grafe, Marianne Erika. “Analysis of supramolecular assemblies of NE81, the first lamin protein in a non-metazoan organism.” 2019. Web. 28 Feb 2020.

Vancouver:

Grafe ME. Analysis of supramolecular assemblies of NE81, the first lamin protein in a non-metazoan organism. [Internet] [Doctoral dissertation]. Universität Potsdam; 2019. [cited 2020 Feb 28]. Available from: https://publishup.uni-potsdam.de/opus4-ubp/frontdoor/index/index/docId/44180.

Council of Science Editors:

Grafe ME. Analysis of supramolecular assemblies of NE81, the first lamin protein in a non-metazoan organism. [Doctoral Dissertation]. Universität Potsdam; 2019. Available from: https://publishup.uni-potsdam.de/opus4-ubp/frontdoor/index/index/docId/44180

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