Riedl, L. (2026). Characterizing the Oligomeric State Of ErbB4 [Diploma Thesis, Technische Universität Wien]. reposiTUm. https://doi.org/10.34726/hss.2026.139760
ErbB4/HER4 ist eine Rezeptortyrosinkinase, die bei der Onkogenese eine wichtige Rolle spielt. In dieser Arbeit wird die Organisation von ErbB4 an der Plasmamembran lebender Zellen unter definierten Bedingungen mithilfe komplementärer Fluoreszenzbildgebungsverfahren charakterisiert. Das Verhalten des Rezeptors wurde in Vollmedium und serumfreiem Medium sowie mit und ohne Aktivierung durch Heregulin (NRG1β) quantifiziert.Die Helligkeitsanalyse der TOCCSL-Aufzeichnungen zeigte, dass der Dimeranteil in serumfreien Zellen geringer war als in Zellen, die in Vollmedium kultiviert wurden, wobei keine aktivierungsabhängige Veränderung der Oligomerisierung fest-stellbar war. Längere Erholungsintervalle nach dem Photobleichen erhöhten den scheinbaren Dimeranteil unter nicht aktivierten Bedingungen. Die Diffusionsanalyse ergab eine langsamere laterale Mobilität in serumfreien Zellen und einen Anstieg der Mobilität bei längeren Erholungsintervallen. FRET-DRAAP-Messungen zeigten, dass die Rezeptoren in serumarmen Zellen näher beieinander lagen als in Zellen mit vollständigem Medium, die Aktivierung führte nur im vollständigen Medium zu einem Anstieg der FRET-Effizienz. FRAP-Messungen an serumarmen Zellen zeigten bei Aktivierung eine verringerte mobile Fraktion, die auf eine sich langsamer erholende Komponente zurückzuführen war, während sich eine schnelle Komponente kaum veränderte.Insgesamt stützen diese Beobachtungen ein Modell, in dem die Membranzusammensetzung und das Medium die Mobilität und die Oligomerisierung von ErbB4 maßgeblich bestimmen, während die Aktivierung mittels Heregulin die Mobilität nur geringfügig beeinflusst, ohne größere Veränderungen in der Oligomerisierung der mobilen Rezeptorpopulation hervorzurufen.
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ErbB4/HER4 is a receptor tyrosine kinase important in oncogenesis, that is not yet fully understood. This thesis describes the characterization of ErbB4 at the plasma membrane of live cells using complementary fluorescence imaging modalities under defined conditions. Receptor behavior was quantified in full and serum-free medium, with and without activation by heregulin (NRG1β) - the ErbB4 ligand.Brightness analysis of TOCCSL recordings showed a lower dimer fraction in serum-starved cells than in cells maintained in full medium, with no detectable activation-dependent change in oligomerization. Longer recovery intervals after photobleaching increased the apparent dimer fraction in both non-activated conditions. Diffusion analysis revealed slower lateral mobility in serum-starved cells and an increase in mobility with longer recovery intervals. FRET-DRAAP measurements revealed a closer proximity of receptors in serum-starved cells than in full-medium cells, and activation produced a consistent increase in FRET efficiency under full medium condition. FRAP performed in serum-starved cells showed a reduced mobile fraction upon activation, driven by a slower-recovering component, while the fast component changed little.Collectively, these observations support a model in which membrane composition and medium predominantly govern ErbB4 mobility and oligomeric state, whereas acute ligand binding modestly tunes mobility without producing large, persistent changes in the oligomerization of the mobile receptor population.
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