Ablagerung von Amyloidaggregaten und terminal missgefalteten oder geschädigten Proteinen an dem zellulären Proteinqualitätskontroll-Kompartiment IPOD in Hefe

• Antragsteller: Dr. Jens Tyedmers
• Fachliche Zuordnung: Biochemie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 193748819

Aggregation von Amyloiden ist eng verknüpft mit neurodegenerativen Erkrankungen. Zunehmende Hinweise zeigen, dass die Ablagerung von Amyloidaggregaten eher eine zellschützende als zellschädigende Wirkung hat. Deshalb ist es wichtig, Mechanismen des Umgangs der Zelle mit Amyloidaggregaten sowie anderen Arten von aggregierten und geschädigten Proteinen zu untersuchen, die deren toxischen Eigenschaften entgegen wirken. Wir benutzen Hefe als Modell, um die Ablagerungsstelle IPOD (Insoluble PrOtein Deposit) für Amyloidaggregate und terminal aggregierte und geschädigte Proteine näher zu untersuchen. Das IPOD liegt in direkter Nachbarschaft zur Phagophore-Assemblierungsstelle (PAS), an der die Zelle die Bildung von Autophagosomen und Cytoplasma-zu-Vacuole-Targeting (CVT) Vesikeln initiiert. Bisher war sehr wenig über die Rekrutierungsmaschinerie, die molekulare Zusammensetzung oder das Substratspektrum des IPOD bekannt. In der vorangegangenen Förderperiode fanden wir heraus, das Amyloidaggregate via vesikulärem Transport an Aktin-Kabeln zum IPOD transportiert werden und identifizierten einige Schlüsselkomponenten dieser Rekrutierungsmaschinerie. Die detaillierte molekulare Zusammensetzung dieser Maschinerie inklusive der Faktoren, die die Amyloidaggregate an sie binden, muss aber noch ermittelt werden. Interessanter Weise konnten wir beobachten, dass die Rekrutierungsmaschinerie zum IPOD überlappt mit der Rekrutierungsmaschinerie für strukturelle Komponenten und Substrate zum PAS. Wir schlagen vor, unsere bisherigen Screening-Ansätze auszuweiten und mit Kandidaten-basierten Ansätzen und einer neuen FACS-basierten Methode der IPOD-Isolierung zu kombinieren, um strukturelle Komponenten des IPOD zu identifizieren und die detaillierte molekulare Zusammensetzung der Rekrutierungsmaschinerie und das Substratspektrum dieser Ablagerungsstelle näher zu untersuchen. Somit können wir dann Unterschiede und Gemeinsamkeiten bei der Rekrutierung der verschiedenen Substrate ermitteln. Diese Arbeiten sollten uns Einsicht gewähren, um das IPOD manipulieren zu können und somit die physiologische Bedeutung der Ablagerung verschiedener terminal aggregierter und geschädigter Proteine sowie Amyloidaggregaten in IPODs zu untersuchen. Weiterhin werden wir das Schicksal der verschiedenen Substrate des IPOD ermitteln.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen