ISBN 9783843903608

978-3-8439-0360-8, Reihe Biologie

Joanna Georgia Hermainski
Untersuchungen zur Funktion des Neuronalen Calcium Sensors 1 (NCS-1) an genetisch veränderten Mauslinien (Mus musculus, Linnaeus 1758)

109 Seiten, Dissertation Universität Hamburg (2012), Hardcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

NCS-1 gehört zu der Familie der Neuronalen Calcium Sensor (NCS) Proteine, deren Mitglieder eine Vielzahl Ca2+-abhängiger, zellulärer Antworten vermitteln. Ursprünglich beschrieben wurde das 21 kDa kleine und hochkonservierte NCS-1 in Form seines Homologs Frequenin (Frq) in Drosophila melanogaster [Pongs et al., 1993]. Seither wurden verschiedenste zelluläre Funktionen für NCS-1 vorgeschlagen, deren physiologische Relevanz jedoch mithin kontrovers diskutiert wird [u.a. Stockebrand und Pongs, 2006]. Da mit den bislang eingesetzten Mitteln direkte NCS-1 Interaktionspartner und die daraus resultierende physiologische Rolle von NCS-1 in primären Säugerzellen bisher nicht eindeutig bestimmt werden konnten, war es Ziel dieser Arbeit, genetisch modifizierte Mauslinien zu generieren, um die NCS-1 Funktion in der Maus besser charakterisieren zu können.

Im Rahmen dieser Arbeit wurden eine knock-in (KI) Mauslinie, bei der NCS-1 als NCS-1-EGFP Fusionsprotein exprimiert wird, sowie eine NCS-1 knock-out (KO) Mauslinie hergestellt. Die NCS-1 KO Mauslinie bot hierbei die Möglichkeit, den Effekt eines Funktionsverlusts von NCS-1 in vivo zu untersuchen. Die NCS-1-EGFP KI Mauslinie ermöglichte eine von anti-NCS-1 Antikörpern unabhängige Form der Detektion von NCS-1. Darüber hinaus wurde der NCS-1-EGFP knock-in als konditioneller knock-out gestaltet, der eine gewebsspezifische Deletion von NCS-1 durch Verpaarung mit Cre-deleter Mäusen erlaubt. NCS-1 KO und NCS-1-EGFP KI Mäuse waren fertil und zeigten keine Veränderungen der Hirn-Morphologie. NCS-1 KO Mäuse entwickelten indes Übergewicht, welches nicht auf ein geändertes Fress- oder Aktivitätsverhalten zurückzuführen war. Vielmehr führte vermutlich die in Fettgewebe und Gehirn erhöhte JNK-Aktivität zu einer Prädisposition der NCS-1 KO Mäuse für eine Störung der Glukosehomöostase, welches sich in einer Neigung zu Hyperglykämie, erhöhten Insulin-Werten nach Fasten und einem tendenziell veränderten Adipokin-Profil niederschlug. Eine Western-Type Diet potenzierte den metabolischen Phänotyp der NCS-1 KO Mäuse. NCS-KO Mäuse auf einer fettreichen Diät entwickelten starkes Übergewicht, Hyperglykämie, Hyperinsulinismus und Veränderungen des Adipokin-Profils in einem gegenüber WT Kontrolltieren signifikant verstärkten Ausmaß. Dies legte die Vermutung nahe, dass NCS-1 in vivo JNK-Aktivität negativ moduliert und so als protektiver Faktor gegenüber der Entstehung von Übergewicht und diät-induzierten metabolischen Veränderungen wirkt.