dc.contributor.author
Faust, Doerte
dc.date.accessioned
2018-06-07T15:53:13Z
dc.date.available
2014-07-25T11:43:00.588Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/1729
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-5931
dc.description.abstract
Water reabsorption in the renal collecting duct is controlled by arginine-
vasopressin (AVP). By binding to vasopressin-type-2 receptors (V2R) on the
basolateral surface of renal principal cells, AVP elicits an increase in cAMP
and thus, the activation of protein kinase A (PKA). PKA phosphorylates the
water channel aquaporin-2 (AQP2), which induces its translocation from
perinuclear vesicles to the plasma membrane. This causes a 10-100 fold
increase in water reuptake from the primary urine. The molecular details of
AQP2 transport are largely unknown. Aberrations in AVP-mediated water
reabsorption are associated with nephrogenic diabetes insipidus (NDI), the
syndrome of inappropriate antidiuretic hormone secretion (SIADH) and
congestive heart failure (CHF). Here, an image-based siRNA screening was
established to identify genes whose expression is essential for the AQP2
redistribution. In mouse collecting duct (MCD4) cells, stably expressing human
AQP2, the 719 genes comprising kinome was silenced and the subcellular AQP2
localisation was analysed by automated immunofluorescence microscopy.
Sophisticated image analysis using CellProfiler software and the combination
of phenotypic classification applying artificial neural networks and the
evaluation by standard statistical metrics revealed 13 so far unknown gene
products that are essential for the AQP2 translocation. One candidate is
cyclin-dependent kinase 18 (CDK18), whose down regulation impaired AQP2 plasma
membrane targeting and in parallel led to significantly increased AQP2 protein
abundance. By integrating biological and computational approaches, the herein
established method represents a powerful technique to elucidate molecular
mechanisms underlying the AQP2 redistribution in an unbiased genome-wide
manner. This contributes to the identification of potential therapeutic
targets for the treatment of diseases associated with aberrant AVP-mediated
water reabsorption.
de
dc.description.abstract
Die Wasserrückresorption im renalen Sammelrohr wird durch Arginin-Vasopressin
(AVP; Antidiuretisches Hormon, ADH) reguliert. Durch Bindung an den
Vasopressin-Typ-2 Rezeptor auf der basolateralen Oberfläche renaler
Hauptzellen bewirkt AVP einen Anstieg von intrazellulärem cAMP und folglich
die Aktivierung der Proteinkinase A (PKA). PKA phosphoryliert den Wasserkanal
Aquaporin-2 (AQP2), wodurch dessen Translokation von peri-nukleären Vesikeln
zur Plasmamembran induziert wird. Dies bewirkt einen bis zu 100-fachen Anstieg
der Rückresorption von Wasser aus dem Primärharn. Die molekularen Mechanismen
des AQP2 Transportes sind größtenteils unbekannt. Störungen AVP-vermittelter
Wasserrückresorption sind mit nephrogenem Diabetes insipidus (NDI), dem
Syndrom der inadäquaten ADH-Sekretion (SIADH) und Herzinsuffizienz assoziiert.
In der vorliegenden Arbeit wurde ein siRNA screening etabliert um Gene zu
identifizieren, dessen Expression für die AQP2 Translokation essenziell ist.
In murinen Sammelrohrzellen, welche stabil humanes AQP2 exprimieren
(MCD4-Zellen), wurde die Expression des 719 Gene umfassenden Kinoms inhibiert
und die subzelluläre Lokalisierung von AQP2 durch automatische
Immunfluoreszenzmikroskopie analysiert. Hochkomplexe Bildanalyse und die
Kombination von Zellklassifizierung mit Hilfe eines artifiziellen neuronalen
Netzes sowie die Analyse anhand statistischer Standardmethoden ergaben 13
bisher unbekannte Gene, dessen Expression für die AQP2 Umverteilung
unerlässlich ist. Ein Kandidat ist Cyclin-dependent kinase 18 (CDK18), dessen
Herunterregulierung die AQP2 Translokation inhibierte und gleichzeitig zu
einem signifikanten Anstieg der AQP2 Abundanz führte. Durch das Integrieren
molekularbiologischer und bioinfomatischer Methoden bildet die in dieser
Arbeit etablierte Analyse eine leistungsstarke Technik, um die molekularen
Mechanismen der AQP2 Umverteilung genomweit zu erforschen. Dies trägt zur
Identifizierung potenzieller therapeutischer Angriffspunkte zur Behandlung von
Erkrankungen bei, welche mit gestörter AVP-vermittelter Wasserrückresorption
assoziiert sind.
de
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
AVP-mediated water reabsorption
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::570 Biowissenschaften; Biologie::572 Biochemie
dc.title
Identification of proteins controlling AQP2 translocation by large-scale siRNA
screening of the mouse kinome
dc.contributor.firstReferee
PD Dr. Enno Klußmann
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Christian Freund
dc.date.accepted
2014-07-17
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000097177-7
dc.title.translated
Identifizierung von für die AQP2-Umverteilung relevanten Proteinen durch eine
siRNA-Hochdurchsatzanalyse des Maus-Kinoms
de
refubium.affiliation
Biologie, Chemie, Pharmazie
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000097177
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000015561
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access