Funktionelle Charakterisierung der Rolle von evolutionär konservierten Rho GTPasen bei der Interaktion zwischen Mitochondrien und dem endoplasmischen Retikulum

• Antragsteller: Professor Dr. Christof Osman
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2011
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 189986593

Mitochondrien bilden starke Verbindungen mit einem speziellen Subkompartiment des Endoplasmatischen Retikulums (ER) aus. Diese Kontaktstellen sind von äußerst wichtiger Bedeutung für den Austausch von Ca2+ und Phospholipiden zwischen diesen beiden Kompartimenten, was wiederum essentiell für die Lebensfähigkeit eukaryotischer Zellen ist. Die molekularen Mechanismen, welche die Interaktion zwischen Mitochondrien und dem ER ermöglichen und regulieren, sind bisher allerdings kaum verstanden. Jüngst konnte gezeigt werden, dass ein Proteinkomplex, namens ERMES, für die Interaktion zwischen beiden Kompartimenten von großer Bedeutung ist. Ein systematischer genetischer Screen zeigte zudem, dass Mutationen in der evolutionär konservierten rho GTPase Gem1 zu Phänotypen führt, welche denen von ERMES Mutanten ähnlich sind. Desweiteren interagiert Gem1 biochemisch mit den Proteinen, welche den ERMES Komplex ausbilden. Diese Daten deuten auf eine Funktion von Gem1 an Kontaktstellen zwischen Mitochondrien und dem ER hin. In der hier vorgestellten Studie werde ich die Rolle von Gem1 an diesen Kontaktstellen charakterisieren. Zudem werde ich die Funktion der EF-Hände und der GTPase-Domänen von Gem1 in diesem Zusammenhang untersuchen. Säugerzellen besitzen keine Proteine, welche zu den ERMES Proteinen der Hefe homolog sind. Die Untersuchung der Gem1 Homologe Miro1 und Miro2 stellt daher eine Ausgangsposition für die Analyse von Mito-ER Kontakten in Säugerzellen dar, was in dieser Studie durchgeführt werden wird. Außerdem werde ich einen umfassenden systematischen Screen durchführen, um zusätzliche Proteine zu identifizieren, welche für die Ausbildung und Regulation von Mito-ER Kontakten von Bedeutung sind. Zusammen genommen, versprechen diese Analysen unsere Kenntnis über die Interaktion zwischen Mitochondrien und dem ER und zellulären Prozessen, welche auf dieser Interaktion beruhen, deutlich zu verbessern.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Dr. Peter Walter