RNAi screen to identify SUN-1 interaction partners in meiosis of Caenorhabditis elegans

Meiose (vom grich. meionon = vermindern ) bezeichnet eine spezielle Form der Zellteilung, durch die es zur Halbierung des ursprünglichen Chromosomensatzes kommt. Diese Reduktionsteilung dient, sich geschlechtlich vermehrenden Organismen zur Erhaltung der Genomgröße über Generationen und der Durchmischung des Erbgutes. Diese Variation, fungiert als Motor der Evolution, da die Anpassungsfähigkeit an veränderte Habitate und Umweltbedingungen gefördert und die Wahrscheinlichkeit für ein Überleben der gesamt Population stark erhöht wird. Die Meiose lässt sich grob in eine prä-meiotische Duplikation und zwei meiotische Teilungen gliedern, wobei die zweite meiotische Teilung grundsätzlich einer mitotischen Teilung entspricht. Anschließend an die Duplikation des Genoms, tritt die Zelle in die sogenannte Prophase der ersten meiotischen Teilung ein. Die wesentlichen Ziele dieser Phase sind die Paarung der homologen Chromosomen und der Austausch genetischen Materials mittels „crossingover“. Die Paarung von Homologen verlangt die gerichtete Bewegung, Erkennung und Synapse der Chromosomen. Dies wird durch das nukleäre Transmembranprotein SUN-1 gefördert. SUN-1 bildet gemeinsam mit ZYG-12 eine Brücke vom Zytoskelett zu den Chromosomen und übermittelt so die zytosolischen Bewegungen in das innere des Zellkerns. Diese Diplomarbeit war der Suche nach potentiellen Interaktionspartnern von SUN-1 gewidmet. Hierfür wurden 39 Kandidaten, welche zuvor in einem Präzipitat mit SUN-1 gefunden wurden, auf eine mögliche Rolle in der Meiose untersucht. Die Genprodukte wurden mittels RNA Interferenz depletiert und die Folgen dieser Depletierung, auf die Meiose, untersucht. Als Modellorganismus wurde der Fadenwurm Caenorhabditis elegans gewählt, da dieser, neben grundlegenden Vorteilen als Modellorganismus, durch den großen Anteil an meiotischen Kernen und ihre außergewöhnliche Anordnung im adulten Tier, einen optimalen Einblick in den zeitlichen Ablauf der Meiose erlaubt.Meiosis (from the greek meionon = decrease) refers to a specialized form of cell division by which the initial set of chromosomes is halved. This reductive division is used by sexually reproducing organisms, in order to maintain genome size over generations and exchange genetic material. The variation of the genome functions as a motor of evolution. Since the ability to adapt to changing habitats and environmental conditions increases and therefore, survival of the total population is greatly increased. Meiosis can be divided into a pre-meiotic duplication and two meiotic divisions, whereas the second meiotic division resembles a mitotic division. Subsequent to the duplication of the genome, the cell enters prophase of the first meiotic division. The main objectives of this phase are the pairing of homologous chromosomes and the exchange of genetic material by "crossing over". The pairing of homologs requires directed movement, recognition and synapsis of chromosomes. The nuclear trans membrane protein SUN-1 supports this essential movement. SUN- 1, together with ZYG-12, forms a bridge between the cytoskeleton and the chromosomes and therefore transmits cytoplasmic forces into the interior of the nucleus. This thesis was devoted to the search for potential interaction partners of SUN-1. For this purpose 39 candidates that were previously found in a precipitate with SUN-1, were examined for a possible role in meiosis. The gene products were depleted by RNA interference and the consequences of this depletion, examined. We chose Caenorhabditis elegans as a model organism. Because, in addition to its fundamental advantages as a model organism, it allows the observation of meiotic stages due to the temporal and special order of germ cells in the gonad