Signalübertragung in Eukaryoten: Modulation von Molekularen Mikroumgebungen durch das Scaffold-Protein Asc1/RACK1

• Antragsteller: Dr. Oliver Valerius
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie ; Evolutionäre Zell- und Entwicklungsbiologie der Tiere
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 236865030

Das Scaffold-Protein Asc1/RACK1 in Eukaryonten verbindet Ribosomen mit dem Netzwerk der zellulären Signaltransduktion. Zellproliferation und Zelldifferenzierung werden durch Asc1/RACK1 mitbestimmt. Sowohl die ribosomale mRNA-Translationsrate als auch die Homeostasie von Ribosomen werden maßgeblich durch das WD40-Repeat Propellerprotein beeinflusst. Asc1/RACK1 befindet sich an der regulatorischen Kopfregion der ribosomalen 40S Untereinheit und ist Substrat für Phosphorylierungen. Im Rahmen des Projekts sollen Asc1-phosphorylierende Kinasen in Saccharomyces cerevisiae identifiziert, und der Einfluss von Stress- bzw. Signal-spezifischer Asc1-Phosphorylierung auf seine molekulare Umgebung untersucht werden. Die Zusammensetzung von Proteinmodulen an der ribosomalen 40S Kopfregion soll in Abhängigkeit von Asc1-Phosphorylierungen mittels Biotin-dependent IDentification (BioID) untersucht werden, u.a. aus Sicht eines benachbarten ribosomalen Proteins (z.B. Rps2). Mittels BioID-Experimenten in hTERT-RPE1 Zellen soll die modulare Zusammensetzung der Umgebung von RACK1 in humanen Zellen mit derjenigen von S. cerevisiae verglichen werden. Der Einfluss von Epidermal Growth Factor (EGF) und EGF-Rezeptor Inhibitoren auf die molekulare Umgebung von RACK1 soll ebenfalls in hTERT-RPE1 Zellen untersucht werden. In der Hefe sollen außerdem Kontext-spezifische Sub-Komplexe von Asc1 mit bereits identifizierten benachbarten Proteinen (z.B. Bre5-Ubp3, Hel2, Stm1, Def1) mittels Split-BioID und Biomolecular Fluorescence Complementation (BiFC) charakterisiert werden. Darüber hinaus soll geklärt werden, wann und wozu Asc1-Dimerisierung in der Zelle stattfindet. Der Einfluss von Asc1 auf die Ubiquitylierung von Proteinen in seiner direkten Nachbarschaft (und darüber hinaus) soll mit Hilfe eines quantitativen Asc1-abhängigen Ubiquitylomansatzes ermittelt werden. Die Ergebnisse des Projekts sollen wesentlich zum Verständnis der molekularen Wirkung von beta-Propellerproteinen in der Signaltransduktion im Allgemeinen und von Ribosomen-spezifischer Regulation der Gen- und Proteinexpression im Speziellen beitragen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen