<p>Die Verbindung der Muskeln mit dem Exoskelett wird in Drosophila durch die Tendonzelle vermittelt. Die dabei entstehende Struktur bezeichnet man als epidermale Muskelanhaftungsstelle. Für die endgültige und dauerhafte ...

Gap junctions channels serve as mediators for direct cell-to cell communication between cells of different tissues and organs by the exchange of small metabolites and signalling molecules. They are formed by analogous ...

Insulin signalling (IlS) is a major signalling cascade, which is conserved from worm to human. Beside the regulation of blood sugar levels, different other processes like organismal growth, body size, ageing or autophagy ...

In der vorliegenden Arbeit konnte die Chaperon-assoziierte Ubiquitinligase CHIP als zentrales Bindeglied zwischen Proteinhomöostase („Proteostase“) und Alterung identifiziert werden. Neben seiner Rolle als Proteinqualitätskontrollkomponente, die den Abbau fehlgefalteter Proteine induziert, konnte hier erstmals eine essentielle Funktion bei dem Abbau des Insulinrezeptors (INSR) nachgewiesen werden. Die ubiquitäre Depletion von CHIP in Drosophila melanogaster (DCHIP) führte zu einer dramatischen Reduktion der Lebensspanne der Tiere. Aufgrund der bereits beschriebenen CHIP Funktionen bei dem Erhalt der Muskelfunktion und dem Abbau aggregationsanfälliger Proteinspezies des zentralen Nervensystems, wurde DCHIP in diesen Geweben intensiver untersucht. Erstaunlicherweise führte weder eine Depletion von DCHIP in der Muskulatur noch im zentralen Nervensystem zu einer verkürzten Lebensspanne. In weiterführenden Analysen konnte der Mitteldarm als das Gewebe identifziert werden, das auf eine DCHIP Funktion während der Alterung angewiesen ist. Eine Depletion von DCHIP ausschließlich in diesem Gewebe war für die Kurzlebigkeit der Fliegen ausreichend. Dies lässst vermuten, dass eine gewebespezifische Redundanz auf Ebene der E3-Ligase existiert und dass der Mitteldarm eine Sonderstellung hinsichtlich der DCHIP-vermittelten Regulation der Proteostase und der Alterung einnimmt.<br /> Biochemische Analysen zeigten eine direkte Assoziation von CHIP und dem INSR. Dabei unterscheidet sich die Art der Bindung von CHIP an den INSR von den bereits beschriebenen CHIP-Substratproteinen, da sie auf keiner typischen hydrophoben Aminosäureabfolge basiert. Es konnte gezeigt werden, dass CHIP direkt an den INSR bindet, diesen monoubiquitiniert und dessen Abbau durch Endozytose vermittelt. Der Verlust von CHIP führte zu einer verstärkten Aktivierung des Insulin Signalwegs (IIS), gemessen an aktivierten Komponenten der Signalkaskade wie der AKT-Kinase. In gealterten Fliegen konnte aufgrund des Verlustes der DCHIP Funktion ebenfalls eine Stabilisierung des Drosophila Insulinrezeptors (dInR) sowie eine verstärkte Akkumulation fehlgefalteter Proteine beobachtet werden. Die durch oxidativen Sress induzierte Stabilisierung des INSR konnte durch gleichzeitige Expression von CHIP verhindert werden. Dies lässt nun folgenden Schluss zu: während der Alterung kommt es vermehrt zur Akkumulation oxidativ-geschädigter Proteine aufgrund zellulärer Prozesse wie der Atmungskette und des Stoffwechsels. Um eine Aggregation fehlgefalteter zytotoxischer Proteinspezies zu verhindern, wird CHIP verstärkt für den Abbau dieser benötigt und kann nun den INSR nicht mehr effizient umsetzen. Dies führt zur einer indirekten Verstärkung des IIS und somit zu einer Inhibition überlebenswichtiger Faktoren, die für den Prozess des Alterns essentiell sind und die letztlich die Dauer der Lebensspanne bestimmen. Die vorliegende Arbeit etabliert somit die Ubiquitinligase CHIP als molekulares Bindeglied zwischen Proteostase und der Alterung durch die Regulation des Insulinrezeptors und des Insulin Signalwegs....

The regulation of feeding behavior by central neural circuits is crucial for every organism to survive. Hierarchical organized motor systems are responsible for the execution of appropriate feeding movements and can be ...

The insect epidermal cuticle acts as the exoskeleton and has crucial barrier functions, protecting against wounding, desiccation, invading pathogens and other environmental dangers. During the life of insects, the epidermal cuticle is periodically shed in a process called molting in order to adapt to increasing body growth. This requires coordinated cuticle rearrangement to reestablish the barrier functions. However, the molecular mechanisms of cuticle reorganization during molting and upon wounding are incompletely understood.<br /> Two proteins were identified which have key roles in epidermal cuticle assembly in Drosophila larvae. First, the chitin-binding protein Obstructor-A (Obst-A) was shown to act as a central scaffold for cuticle organization. Obst-A builds a core complex of enzymes and proteins involved in the formation and protection of chitinous structures, which form a major part of the cuticle. Thereby Obst-A mediates the build-up of an organized, stable cuticle. <br /> Second, the Chitinase 2 is essential for lamellar cuticle organization and was shown to be required for Obst-A function. Loss of both obst-A and Cht2 leads to similar defects in cuticle integrity and to death in larval stages. A structural analysis of the mutant larvae revealed that a prominent part of the cuticle, the chitin-matrix, is defective, leading to fragile cuticles at epithelial organs. On the molecular level, both Obst-A and Cht2 share an essential function in the so called cuticle assembly zone at the apical cell surface of epidermal cells. There, they contribute to proper chitin-matrix assembly and localization of enzymes and proteins that organize maturation and protection of newly synthesized cuticles. <br /> In addition, Obst-A was shown to contribute to the hormonal control of molting in early larvae by influencing the production of the steroid molting hormone 20-hydroxyecdysone (20E). Obst-A is expressed in the hormone-producing cells of the ring gland. Loss of obst-A results in reduced size and severe malformation of this gland and impairment of upregulation of genes involved in 20E biosynthesis and signaling. <br /> Altogether, new molecular factors in cuticle assembly and regulation of molting were characterized....

Dendrites are highly branched extensions of nerve cells, along which signals are received and propagated to the cell body. The correct morphology of dendrites is essential for the function of the nervous system. The ...