Einfluss der tRNA Modifikation i6A37 auf die Translation in Säugern und deren Mitochondrien
Einfluss der tRNA Modifikation i6A37 auf die Translation in Säugern und deren Mitochondrien
View/Type of Scholarly Publication
DissertationDate of Exam
20.09.2019Date of Publication
17.10.2019Advisor
Schweizer, UlrichCo-Referee
Knoop, VolkerMetadata
Show full item record
Citable Links 
Abstract
Modifizierte Basen in tRNA-Anticodonschleifen üben einen direkten Einfluss auf die Translationsmaschinerie aus. N6-Isopentenyladenosin (i6A) ist die älteste bekannte tRNA-Modifikation. Jedoch war ihre Signifikanz in Säugetieren bisher unbekannt. In dieser Arbeit wurden die Effekte fehlender Isopentenylierung an Base 37 von tRNAs in Säugetieren und deren Mitochondrien untersucht. Die im Cytoplasma lokalisierten tRNASer(UCN) und tRNA[Ser]Sec, sowie die mitochondriale tRNACys, sind mit i6A modifiziert. Die mitochondrialen tRNAs tRNATyr, tRNATrp, tRNAPhe und tRNASer(UCN) werden zu ms2i6A (2-Methylthio-N6-Isopentenyladenosin) weiter thiomethyliert.Trit1 (tRNA:Isopentenyltransferase 1),die einzige Isopentenyltransferase in Säugetieren, wurde konditional in Maushepatozyten und -neuronen inaktiviert. Ribosomales Profiling nukleärer Transkripte in Lebergewebe offenbarte eine erhöhte Rate an Leserahmenverschiebungen. Eine verstärkte Stopcodon Suppression konnte durch erhöhte Mengen von in-frame Ribosomen im 3’-UTR Bereich nachgewiesen werden. Akkumulation von out-of-frame Ribosomen auf Stopcodons innerhalb codierender Sequenzen begründen die Aktivierung des non-sense mediated decay. Die Recodierung des UGA/Sec Codons scheint nicht signifikant gestört zu sein. Die Besetzzeiten von Codons, welche Wobble-Basenpaarungen benötigen, unterscheiden sich signifikant in den Mitochondrien. Durch gestörte Expression der Untereinheiten der mitochondrialen Elektronen-Transportkette ist die Enzymaktivität verringert. Der Stressmechanismus mitochondrial integrated stress response wird ausgelöst, was die Phosphorylierung des eukaryotischen Initiationsfaktors eIF2α zur Folge hat. Neuron-spezifische Trit1-defiziente Mäuse zeigen Mikrozephalie und epileptische Anfälle. Ebenso werden Schlüsseltranskripte der unfolded protein response induziert. Zusammenfassend wurden in dieser Arbeit erstmalig codonspezifische Effekte fehlender tRNA N6-Isopentenylierung an Adenosin 37 in der cytoplasmatischen und der mitochondrialen Translation von Säugetieren beschrieben. Es wurde gezeigt, dass gestörte mitochondriale Aktivität einen negativen Einfluss auf die Translation im Cytoplasma ausübt. Schließlich konnte die fundamentale Rolle von i6A in der Biologie von Säugetieren demonstriert werden.
Subjects
tRNA, Modifikation, i6A, Isopentenylierung, Translation, Ribosome Profiling, Sequenzierung
Classification (DDC)
500 NaturwissenschaftenBohleber, Simon: Einfluss der tRNA Modifikation i6A37 auf die Translation in Säugern und deren Mitochondrien. - Bonn, 2019. - Dissertation, Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn.
Online-Ausgabe in bonndoc: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:5n-56084
Online-Ausgabe in bonndoc: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:5n-56084
@phdthesis{handle:20.500.11811/8090,
urn: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:5n-56084,
author = {{Simon Bohleber}},
title = {Einfluss der tRNA Modifikation i6A37 auf die Translation in Säugern und deren Mitochondrien},
school = {Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn},
year = 2019,
month = oct,
note = {Modifizierte Basen in tRNA-Anticodonschleifen üben einen direkten Einfluss auf die Translationsmaschinerie aus. N6-Isopentenyladenosin (i6A) ist die älteste bekannte tRNA-Modifikation. Jedoch war ihre Signifikanz in Säugetieren bisher unbekannt. In dieser Arbeit wurden die Effekte fehlender Isopentenylierung an Base 37 von tRNAs in Säugetieren und deren Mitochondrien untersucht. Die im Cytoplasma lokalisierten tRNASer(UCN) und tRNA[Ser]Sec, sowie die mitochondriale tRNACys, sind mit i6A modifiziert. Die mitochondrialen tRNAs tRNATyr, tRNATrp, tRNAPhe und tRNASer(UCN) werden zu ms2i6A (2-Methylthio-N6-Isopentenyladenosin) weiter thiomethyliert.Trit1 (tRNA:Isopentenyltransferase 1),die einzige Isopentenyltransferase in Säugetieren, wurde konditional in Maushepatozyten und -neuronen inaktiviert. Ribosomales Profiling nukleärer Transkripte in Lebergewebe offenbarte eine erhöhte Rate an Leserahmenverschiebungen. Eine verstärkte Stopcodon Suppression konnte durch erhöhte Mengen von in-frame Ribosomen im 3’-UTR Bereich nachgewiesen werden. Akkumulation von out-of-frame Ribosomen auf Stopcodons innerhalb codierender Sequenzen begründen die Aktivierung des non-sense mediated decay. Die Recodierung des UGA/Sec Codons scheint nicht signifikant gestört zu sein. Die Besetzzeiten von Codons, welche Wobble-Basenpaarungen benötigen, unterscheiden sich signifikant in den Mitochondrien. Durch gestörte Expression der Untereinheiten der mitochondrialen Elektronen-Transportkette ist die Enzymaktivität verringert. Der Stressmechanismus mitochondrial integrated stress response wird ausgelöst, was die Phosphorylierung des eukaryotischen Initiationsfaktors eIF2α zur Folge hat. Neuron-spezifische Trit1-defiziente Mäuse zeigen Mikrozephalie und epileptische Anfälle. Ebenso werden Schlüsseltranskripte der unfolded protein response induziert. Zusammenfassend wurden in dieser Arbeit erstmalig codonspezifische Effekte fehlender tRNA N6-Isopentenylierung an Adenosin 37 in der cytoplasmatischen und der mitochondrialen Translation von Säugetieren beschrieben. Es wurde gezeigt, dass gestörte mitochondriale Aktivität einen negativen Einfluss auf die Translation im Cytoplasma ausübt. Schließlich konnte die fundamentale Rolle von i6A in der Biologie von Säugetieren demonstriert werden.},
url = {https://hdl.handle.net/20.500.11811/8090}
}
urn: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:5n-56084,
author = {{Simon Bohleber}},
title = {Einfluss der tRNA Modifikation i6A37 auf die Translation in Säugern und deren Mitochondrien},
school = {Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn},
year = 2019,
month = oct,
note = {Modifizierte Basen in tRNA-Anticodonschleifen üben einen direkten Einfluss auf die Translationsmaschinerie aus. N6-Isopentenyladenosin (i6A) ist die älteste bekannte tRNA-Modifikation. Jedoch war ihre Signifikanz in Säugetieren bisher unbekannt. In dieser Arbeit wurden die Effekte fehlender Isopentenylierung an Base 37 von tRNAs in Säugetieren und deren Mitochondrien untersucht. Die im Cytoplasma lokalisierten tRNASer(UCN) und tRNA[Ser]Sec, sowie die mitochondriale tRNACys, sind mit i6A modifiziert. Die mitochondrialen tRNAs tRNATyr, tRNATrp, tRNAPhe und tRNASer(UCN) werden zu ms2i6A (2-Methylthio-N6-Isopentenyladenosin) weiter thiomethyliert.Trit1 (tRNA:Isopentenyltransferase 1),die einzige Isopentenyltransferase in Säugetieren, wurde konditional in Maushepatozyten und -neuronen inaktiviert. Ribosomales Profiling nukleärer Transkripte in Lebergewebe offenbarte eine erhöhte Rate an Leserahmenverschiebungen. Eine verstärkte Stopcodon Suppression konnte durch erhöhte Mengen von in-frame Ribosomen im 3’-UTR Bereich nachgewiesen werden. Akkumulation von out-of-frame Ribosomen auf Stopcodons innerhalb codierender Sequenzen begründen die Aktivierung des non-sense mediated decay. Die Recodierung des UGA/Sec Codons scheint nicht signifikant gestört zu sein. Die Besetzzeiten von Codons, welche Wobble-Basenpaarungen benötigen, unterscheiden sich signifikant in den Mitochondrien. Durch gestörte Expression der Untereinheiten der mitochondrialen Elektronen-Transportkette ist die Enzymaktivität verringert. Der Stressmechanismus mitochondrial integrated stress response wird ausgelöst, was die Phosphorylierung des eukaryotischen Initiationsfaktors eIF2α zur Folge hat. Neuron-spezifische Trit1-defiziente Mäuse zeigen Mikrozephalie und epileptische Anfälle. Ebenso werden Schlüsseltranskripte der unfolded protein response induziert. Zusammenfassend wurden in dieser Arbeit erstmalig codonspezifische Effekte fehlender tRNA N6-Isopentenylierung an Adenosin 37 in der cytoplasmatischen und der mitochondrialen Translation von Säugetieren beschrieben. Es wurde gezeigt, dass gestörte mitochondriale Aktivität einen negativen Einfluss auf die Translation im Cytoplasma ausübt. Schließlich konnte die fundamentale Rolle von i6A in der Biologie von Säugetieren demonstriert werden.},
url = {https://hdl.handle.net/20.500.11811/8090}
}
The following license files are associated with this item:
