Untersuchungen zur Funktion intrazellulärer Hämoglobine bei Insekten
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Lange Zeit wurde angenommen, dass Insekten keine respiratorischen Proteine besitzen. Lediglich wenige an Sauerstoffmangel angepasste Arten galten als Ausnahme. Wir konnten jedoch zeigen, dass (Hämo-)Globine in Insekten weit verbreitet sind. Ihre genaue Funktion war jedoch unklar, insbesondere, ob sie tatsächlich die Sauerstoffversorgung verbessern. Wir haben die Funktion der drei Globine der Modell-Spezies Drosophila melanogaster mittels ektopischer Überexpression und RNAi-vermittelten Gen-Knockdowns in vivo, sowie in transfizierten Zelllinien in vitro untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass das v.a. in Tracheolen und Fettkörper stark exprimierte Globin 1 die Sauerstoffversorgung der Zellen verbessert. Die Globine 2 und 3 werden spezifisch im Hoden exprimiert werden und sind sehr wahrscheinlich für die Fertilität von Bedeutung. Die Zellkulturstudien deuten zumindest für Globin 2 auf eine Rolle bei der Entgiftung von Sauerstoffradikalen hin. In weiteren Arbeiten wurden die Globine eine Rückenschwimmers und des Mehlkäfers molekular und biochemisch charakterisiert. Durch bioinformatische Analysen konnte die Verbreitung von Globinen in Insekten-Genomen systematisch analysiert und dabei drei grundlegende, weit verbreitete Globingen-Typen identifiziert werden, die strukturell und funktionell unterschiedlich sind.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2008) Oxygen-induced changes of hemoglobin expression in Drosophila. FEBS J. 275, 5108–5116
Gleixner, E., Abriss, D., Adryan, B., Kraemer, M., Gerlach, F., Schuh, R., Burmester, T., and Hankeln, T.
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(2012) Characterization of the hemoglobin of the backswimmer Anisops deanei (Hemiptera). Insect Biochem. Molec. Biol. 42, 603-609
Wawrowski, A., Matthews, P.G.D., Gleixner, E., Kiger, L., Marden, M., Hankeln, T., and Burmester, T.
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(2012) Testes-specific hemoglobins in Drosophila evolved by a combination of sub- and neofunctionalization after gene duplication. BMC Evol. Biol. 12, 34
Gleixner, E., Herlyn, H., Zimmerling, S., Burmester, T., and Hankeln, T.
