In der Spermiogenese von Drosophila wird im Kanustadium der Wechsel von einer auf Histonen- zu einer auf Protaminen basierenden Chromatinstruktur von einer großen Menge an DNA Brüchen begleitet. Die Analyse der Induktion wie auch der Reparatur dieser Brüche, liegt im Fokus des ersten Teils dieser Dissertation. Hierfür wird zunächst die Beteiligung von Endonukleasen am Setzen der DNA Brüche untersucht, doch aufgrund der Expressionsmuster können die Nukleasen Tengl1-4, wie auch Squash und Squash like als Induktoren der Strangbrüche ausgeschlossen werden. Parallel zu den DNA Brüchen werden große Mengen an UbcD6, dem Drosophila Homolog zu Rad6 in Hefen, exprimiert und eine Beteiligung des Enzyms an der Reparatur der DNA wurde in Betracht gezogen. Jedoch ist es nicht möglich das Fusionsprotein UbcD6 eGFP im Kanustadium zu exprimieren und so wird die Verteilung weiterer Proteine der Rad6 Postreplikationsreparatur untersucht. Allerdings sind die Transkripte der Komponenten ausschließlich in frühen Spermatogenesestadien zu detektieren und so scheint die Reparatur der Brüche durch UbcD6 auf anderen Mechanismen zu beruhen. Der Schwerpunkt der vorliegenden Dissertation befasst sich jedoch mit der Analyse des Histon ähnlichen Proteins Mst77F. Mst77F ist ein Chromatin assoziiertes Protein, dessen Transkription tTAF abhängig erfolgt und zudem einer translationalen Repression unterliegt. Jedoch wird die translationale Repression von Mst77F, im Gegensatz zu den meisten anderen Testis spezifischen Genen, nicht über die 5' UTR reguliert. Vielmehr zeigen meine Analysen von transgenen Fliegen, dass die Repression wie auch die Aktivierung der Translation der Mst77F mRNA über Bereiche im ORF kontrolliert wird. Weiterführende Expressionsstudien zeigen zudem, dass Mst77F in Spermatozyten einer speziellen Transkriptionsrepressions¬kontrolle unterliegt und die Translation von Mst77F spezifisch in der Spermiogenese aktiviert wird. Eine Translation in somatischen Zellen erfolgt hingegen nur sehr ineffizient. Mst77F bildet eine Komponente des reifen Spermiums und überraschenderweise zeigen 20 % der späten Spermatidenkerne, nach einer ektopischen Expression von Mst77F eGFP, im wildtypischen Mst77F Hintergrund, eine abnormale Kernform. Zudem kann gezeigt werden, dass dieser Phänotyp in Abhängigkeit von speziellen Proteindomänen, einer C terminalen Domäne mit Kernlokalisationssignalen und einer N terminalen Coiled Coil Domäne, auftritt. Über die Coiled Coil Domäne können Proteininteraktionen bzw. Vernetzungen von Proteinen erfolgen. in vitro führt dies zu einer Kompaktierung im Chromatin, in Übereinstimmung mit den hier präsentierten in vivo Daten. Daher kann postuliert werden, dass Mst77F während der Reifung des Spermiums, eine Region spezifische Chromatinkondensation, ermöglicht.

During Drosophila spermatogenesis the replacement of histones by protamines at the canoe stage is accompanied by numerous DNA breaks. The induction and repair of these DNA breaks are analyzed in the first part of this thesis. First I analyzed the influence of endonucleases in setting DNA breaks, but neither Tengl1-4, nor Squash or Squash-like are expressed during the switch and therefore are not required for the induction of DNA breaks. In parallel to the DNA breaks high amounts of UbcD6, the Drosophila homolog of yeast Rad6, are detectable. A specific role of the enzyme in DNA repair can be considered. But unfortunately it is not possible to express the fusion protein UbcD6 eGFP in canoe stage nuclei. Therefore we started analysing other components of the Rad6 postreplication repair. However, the transcripts of the components are transcribed only in early stages of spermatogenesis. Thus, the repair of DNA breaks via UbcD6 seems to base on an alternative repair mechanism. The major part of this thesis deals with the linker histone-like protein Mst77F, a chromatin component of mature sperm. It was shown that the transcription of Mst77F depends on tTAFs und that Mst77F mRNA underlies translational repression. In addition, I could show that, in contrast to the majority of testis-specific genes, the 5' UTR is not sufficient to mediate translational repression of the corresponding mRNAs. Interestingly, analyses of transgenic flies clearly highlight distinct regions within the ORF essential for translational repression and activation of Mst77F mRNAs. Furthermore, analyzing ectopic expression of Mst77F suggests that translation of Mst77F may be specific for germ cells and that in spermatocytes Mst77F transcript expression is controlled by a special transcriptional machinery. Mst77F is a chromatin component of the mature sperm and surprisingly, after ectopic expression of Mst77F eGFP in a wild-type background, about 20 % of late spermatid nuclei look abnormal. It can be demonstrated that the phenotype depends on special domains in the protein structure, a C terminal domain with several nuclear location signals and one N terminal coiled coil domain. The coiled coil domain is a typical protein protein interaction domain which allows a kind of crosslinking of the proteins. This fits very well with in vitro data, indicating a role of Mst77F in compaction of the chromatin. We hypothesize that Mst77F affords, in case of sperm maturation, chromatin condensation in specific regions.