The role and importance for the formation of the septate junctions in Drosophila melanogaster

Claudine sind essentielle tight junctions Transmembranproteine in Vertebraten und sind lebensnotwendig in septate junctions von Invertebraten. Während in Vertebraten 24 Proteine zur Gruppe der Claudine zählen, konnte in dieser Arbeit durch Sequenzvergleiche sowie genetische und molekularbiologische Methoden die Gruppe der Claudine auf die Proteine Megatrachea, Sinuous und Sesam eingegrenzt werden. Die molekulare Analyse von sesam Allelen führte zur Identifizierung lebenswichtiger Aminosäurren im exterazellulären Bereich von Sesam. Eine der Mutationen führte zum Austausch einer Aminosäure in einem von Vertebraten bis Invertebraten konservierten Proteinmotivs und unterstreicht damit die essentielle Bedeutung dieses Motivs. Neben der gleichen Lokalisation der Drosophila Claudine in septate junctions zeigen Mutantenanalysen auch gleiche Rollen der Claudine für die transepitheliale Barriere und die Morphogenese des Tracheensystems. Nur hochauflösende elektronen-mikroskopische Analysen offenbaren unterschiedliche Funktionen der Drosophila Claudine für die Feinstruktur der septate junctions und der tenidalen Falten im Tracheenlumen. Weiterhin wurde eine definierte mega lack-of-function Mutante generiert, in welcher der mega Genbereich durch das white-Gen mit zwei flankierenden att-Sites ersetzt ist. Die att-Sites erlauben einen gezielten, effizienten und schnellen Austausch des white-Gens gegen modifizierte mega Gensequenzen. Die Mutante bildet somit die Grundlage für die in vivo Analyse in vitro generierter mega Genkonstrukte am ursprünglichen mega Genort.Claudins are essential tight junctions transmembrane proteins in vertebrates and they are essential to life in septate junctions of invertebrates. There are 24 proteins known in vertebrates which belong to the family of claudins. In this work, however, it was possible to limit the group of claudins to the proteins Megatrachea, Sinuous and Sesam by sequence alignment, genetic, molecular and biological methods. The molecular analysis of sesam alleles led to the identification of essential amino acids in the extra cellular domain of Sesam. One mutation led to an exchange of an amino acid in a protein motif inherent in both vertebrates and invertebrates. Hence, this points out the essential importance of this motif. In addition to the identical localisation of Drosophila claudins in septate junctions, mutant analyses show the same function of claudins for the transepihelial barrier and the morphogenesis of the tracheal system. Only high resolution electron microscopy analysis reveals different function of the Drosophila claudins for the microstructure of the septate junctions and for the teniden faolds in the trachea lumen.Furthermore, a defined mega lack of function mutant was generated in which the mega gene region was replaced by the white gene with two flanking att-sites. The att-sites permit a specific efficient and fast replacement of the white gene with modified mega gene sequences. This mutant forms the basis for the in vivo analysis of in vitro generated mega gene constructs at the original mega gene region