Zellfusion und fusionsinduzierte Lyse in Neurospora crassa: die Rolle des SO-Proteins und möglicher Interaktionspartner

• Antragsteller: Professor Dr. André Fleißner
• Fachliche Zuordnung: Genetik und Genomik der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 157351802

Zell-Zellfusionen sind essentiell für die Fortpflanzung und Entwicklung der meisten eukaryotischen Organismen. Obwohl Zellfusionen sehr variable Funktionen haben und zwischen verschiedensten Zelltypen erfolgen können, liegen allen Fusionen grundsätzlich ähnliche biologische Prinzipien zugrunde. So müssen die Fusionspartner sich zunächst erkennen, physikalischen Kontakt herstellen und gegebenenfalls die extrazelluläre Matrix oder die Zellwand abbauen, um schließlich ihre Plasmamembranen miteinander zu verschmelzen. Zellfusionen beinhalten darüberhinaus immer die Gefahr der Zelllyse, so daß Mechanismen zur Abwehr dieses Risikos bestehen müssen. Die molekularen Faktoren, die die genannten Prozesse steuern, sind vor dem Hintergrund der biologischen Bedeutung von Zellfusionen allgemein nur sehr unzureichend verstanden. Im Modellsystem Neurospora crassa konnten wir einen ungewöhnlichen Mechanismus der Erkennung von Fusionszellen identifizieren, der wahrscheinlich auf dem rapiden, koordinierten Abwechseln zwischen Signalsenden und Empfangen der Zellen beruht. Auf molekulare Ebene umfaßt dieser Mechanismus zwei MAP-Kinase Signalwege (MAK-1 und MAK-2), sowie SO, ein Protein unbekannter molekularer Funktion. Neben der Zell-Zellkommunikation konnten wir kürzlich einen weiteren Prozeß identifizieren, in dem SO eine Rolle spielt. Zusammen mit einem seiner Interaktionspartner (PEF-1) wird SO in lysierenden Zellen an den Ort des Membranschaden rekrutiert. Diese Reaktion kann dabei sowohl durch fusionsinduzierte Lyse als auch durch membranschädigende Polyen-Fungizide getriggert werden.Im Rahmen des beantragten Projektes werden wir die Rolle des SO-Proteins sowie seines Interaktionspartners in der Zellfusion und der Antwort auf Membranschäden weiter untersuchen. Durch eine Kombination von klassischer und molekularer Genetik sowie biochemischen Analysen, Fluoreszenzmikroskopie und Live Cell Imaging wird die Funktion, die subzelluläre Lokalisierung und die Dynamik dieser Faktoren weiter charakterisiert werden. Mithilfe von Yeast Two Hybrid-Analysen sowie Immunopräzipitationen und anschließender Massenspektroskopie werden wir die molekulare Zusammensetzung von SO- und PEF-1-Komplexen weiter aufklären. Darüberhinaus wird der funktionale Zusammenhang zwischen SO und den MAP-Kinase-Kaskaden weiter charakterisiert werden.Die Ergebnisse dieser Arbeiten lassen neue Erkenntnisse zu den molekularen Grundlagen der eukaryotischen Zellfusion, der zellulären Antwort auf Membranschäden sowie der Reaktion von Pilzen auf Polyen-Fungizide erwarten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Dr. Ines Teichert