Kontrolle der Endozytose während der Morphogenese

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Veit Riechmann
• Fachliche Zuordnung: Entwicklungsbiologie
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 178920548

Veränderungen in der Länge von Membrandomänen sind ein entscheidender Faktor bei der Morphogenese. Wie die Länge einer Membran kontrolliert wird ist allerdings unklar. Durch die Analyse der Ser/Thr Kinase Tao haben wir Einsicht in die Mechanismen bekommen, welche die Ausdehnung von Membrandomänen kontrollieren. Zellen mit Funktionsverlust von Tao können ihre laterale Membran nicht verkürzen, was die Bildung des Plattenepithels in Follikeln im Ovar von Drosophila verhindert. Wir konnten zeigen, dass Tao die Endozytose des Adhäsionsproteins Fas2 an der lateralen Membran fördert, was für die Verkürzung der Membran notwendig ist. Tao ist kein genereller Endozytosefaktor sondern kontrolliert die Internalisierung von Fas2 in einer räumlich und zeitlich genau koordinierten Weise. Tao ist also ein morphogenese-spezifischer Endozytosefaktor. Die Analyse von Tao ist deshalb ein hervorragender Ansatzpunkt, um die molekularen Mechanismen zu erforschen, die Zeit und Ort der Ausführung eines Morphogenese-Programms kontrollieren. Wir verbinden genetische und biochemische Ansätze, um Regulatoren und Effektoren von Tao zu identifizieren. In einem genetischen Ansatz benutzen wir einen Überexpressionsphänotypen von Tao für einen Modifier-Screen. Wir konnten zeigen, dass die Überaktivierung von Tao zur Fragmentierung der Zonula adherens führt, was ein Zerreißen des Epithels bewirkt. Mittels in vivo RNAi suchen wir systematisch nach Genen, deren Knockdown diesen Phänotyp verändert. In unserem Screen testen wir: 1) Proteine, die wir über Massenspektrometrie als Teil eines Tao Komplexes identifiziert haben, 2) Gene, die wir in einem genetischen Screen als Morphogenese-Regulatoren gefunden haben und 3) Gene, die Endozytose kontrollieren. Der Aufbau unseres Screens erlaubt es uns zu bestimmen, ob die identifizierten Gene Tao vor- oder nachgeschaltet sind und ob sie die Endozytose aktivieren oder inhibieren. So können wir zwischen Proteinen unterscheiden, die entweder in Tao Regulierung oder in Endozytose involviert sind. Diese Ansätze werden von in vivo und in vitro Phosphorylierungs-Experimenten ergänzt, die die Substrate der Tao Kinase identifizieren. In ihrer Kombination werden diese Ansätze die molekularen Mechanismen aufdecken, welche die Bildung eines Plattenepithels steuern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen