Endogen induzierter programmierter Zelltod in Saccharomyces cerevisiae

Abstract

Apoptose ist eine evolutionär konservierte Form des programmierten Zelltodes und äußerst wichtig für die Entwicklung von Vielzellern, eine Störung der Apoptose führt zu verschiedensten Krankheiten. In dieser Arbeit wurden neue Mediatoren der Apoptose in Hefe identifiziert und charakterisiert. Unter anderem das Homologe des Apoptosis Inducing Factor in der Bäckerhefe, Ynr074c oder Aif1. Ebenso wie das Säuger AIF ist Aif1p in den Mitochondrien lokalisiert und transloziert nach einem proapoptotischen Reiz in den Kern. Rekombinant aufgereinigtes Aif1p ist in der Lage die DNA in Hefezellkernen und Plasmid DNA zu degradieren. Eine Disruption des AIF1 Gens vermindert die Sensibilität der Hefezellen gegenüber Wasserstoffperoxid und altersinduzierter Apoptose. Umgekehrt führt die Überexpression von Aif1p zu einer erhöhten Apoptoserate nach einer Induktion des Zelltods durch Wasserstoffperoxid. Dieser Effekt wird vermindert durch eine Disruption der Hefecaspase (YCA1) oder Cyclophilin A. Außerdem konnte gezeigt werden, dass Aif1p nicht nur ein proapoptotisches Protein ist, sondern auch essentiell bei oxidativen Phosphorylierung ist, was Aif1p zu einem Janus ähnlichem Protein allegorisiert, mit wichtigen Funktionen im Leben und im Sterben.

Apoptosis is an evolutionary conserved form of cell death crucial for metazoan development, and dysfunction of apoptosis leads to several diseases. In this thesis the identification and characterization of new mediators of yeast apoptosis is shown. These include amongst others the yeast apoptosis inducing factor homologue Ynr074cp, or Aif1p. Similar to mammalian AIF, Aif1p is located in mitochondria and translocates to the nucleus of yeast cells in response to apoptotic stimuli. Purified Aif1p degrades yeast nuclei and plasmid DNA. AIF1 disruption rescues yeast cells from oxygen stress and delays age-induced apoptosis. Conversely, over-expression of Aif1p strongly stimulates apoptotic cell death induced by hydrogen peroxide and this effect is attenuated by disruption of cyclophilin A or the yeast caspase YCA1. It is also shown that yeast Aif1p is not only a proapoptotic protein, but is also essential for oxidative phosphorylation, which allegorizes Aif1 as a Janus-like molecule with important functions in life and death of cells.