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Nadia Giusi Rampello

• Das Ziel dieser Dissertation war es, die biologische Relevanz der F1Fo-ATP-Synthase für den Alterungsprozess des Ascomyceten P. anserina aufzuklären sowie die Funktion der Dimerisierungsuntereinheiten PaATPE und PaATPG genauer zu untersuchen. Folgende Ergebnisse wurden dabei erzielt: 1. Der Verlust einer Dimerisierungsuntereinheit führt in P. anserina zum Verlust der Dimerisierungsfähigkeit der F1Fo-ATP-Synthase. Dieses Ereignis resultiert in einer vorzeitigen Anhäufung von Seneszenzmerkmalen, einer starken Verkürzung der Lebensspanne und einem beschleunigten Alterungsprozess. Der Phänotyp der Stämme ∆PaAtpe und ∆PaAtpg lässt sich erfolgreich revertieren. Dadurch konnte bestätigt werden, dass der beobachtete Phänotyp der Deletionsstämme auf den Verlust der Dimerisierungsgene zurückzuführen ist. 2. Die konstitutive Überexpression des PaAtpe-Gens führt zu einer Verlängerung der Lebensspanne, die allerdings nicht abhängig von einer Erhöhung der Dimer-Menge, sondern auf eine Verlängerung der Mitochondriennetzwerke und eine erhöhte Atmung zurückzuführen ist. 3. Obwohl die Lebensspannen der untersuchten PaAtpg_OEx-Stämme voneinander abweichen, ist der auf den Organismus ausgeübte Effekt der PaAtpg-Überexpression positiv. Dabei lässt sich eine Erhöhung der Dimer-Menge auch in diesen Stämmen nicht nachweisen und eine Veränderung der Mitochondrienmorphologie tritt nur in einem der fünf untersuchten Stämme auf, was hier allerdings mit dem größten Effekt auf die Lebensspanne korreliert. 4. Die gleichzeitige Überexpression der Gene PaAtpe und PaAtpg führt interessanterweise zu einer Aufhebung der durch die PaAtpe-Überexpression hervorgerufenen positiven Effekte. Die generierte Doppelmutante weist somit wildtypische Eigenschaften auf. Eine Erhöhung der Dimer-Menge kann trotz Überexpression beider Gene nicht festgestellt werden. 5. Trotz gleicher Funktion in der Dimerbildung der F1Fo-ATP-Synthase ist das Expressionsniveau der Dimerisierungsgene in P. anserina unterschiedlich. Bereits im Wildtyp wird das PaAtpe-Gen weniger transkribiert als das PaAtpg-Gen. Letzteres wird durch die PaAtpe-Überexpression sowohl in den PaAtpe_OEx-Mutanten als auch in der Doppelmutante herunterreguliert. Auch im Wildtyp kommt es zu einer altersabhängigen Herunterregulierung des PaAtpg-Gens. 6. Im Wildtyp nimmt die Dimer-Menge im Alter ab und es kommt zu einer altersbedingten Änderung der Superkomplexe von S1 zu S0. Dies sind Hinweise auf eine altersabhängige Remodellierung der Cristae-Membran, die möglicherweise zum Seneszenzphänotyp von P. anserina beiträgt. Somit ist die Aufrechterhaltung des Dimers von großer Bedeutung für die Gewährleistung mitochondrialer Funktionen des Organismus. Die F1Fo-ATP-Synthase spielt in ihrer dimeren Form eine bedeutende Rolle in der Aufrechterhaltung der Mitochondrienfunktion und gewährleistet den Ablauf von lebenswichtigen mitochondrialen Prozessen, die für die Erhaltung der zellulären Homöostase von essentieller Bedeutung sind.