CLU1: Regulation der Verteilung der Mitochondrien und der Translation kernkodierter mitochondrieller Proteine

• Antragstellerin: Professorin Dr. Elena Irene Rugarli
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 237354235

Mitochondrien sind essentielle Organelle, die eine zentrale Rolle für die zelluläre Energiegewinnung und in wichtigen metabolischen Prozessen ausüben und verschiedenen Signalkaskaden sowie den Zelltod regulieren. Die Verteilung der Mitochondrien insbesondere in hochpolarisierten Zellen wie Neuronen ist von entscheidender Bedeutung, um die Energieversorgung auch in Axonen und Dendriten zu gewährleisten. Der Großteil der mitochondriellen Proteine werden im Zytosol synthetisiert und anschließend in die Mitochondrien importiert. Es ist bislang unverstanden, ob die Synthese kernkodierter Proteine in räumlicher Nähe zu den Mitochondrien stattfindet.Wir haben CLU1 als potentiellen Regulator für die Translation kernkodierter mitochondrieller Proteine sowie der Verteilung der Mitochondrien in Säugerzellen identifiziert. CLU1 ist evolutionär von Arabidopsis thaliana bis zum Menschen konserviert. Der Verlust von CLU1 führt in verschiedenen Organismen zu einer Ansammlung (engl. clustering) der Mitochondrien in der Nähe des Zellkerns. Von uns durchgeführte Experimente CLU1 zeigen einen ähnlichen Effekt auf die Verteilung der Mitochondrien in Säugerzellen. Weiterhin konnten wir zeigen, dass CLU1 direkt RNA bindet und in Zellen mit Ribosomen assoziiert vorliegt. Zusätzlich konnten wir beobachten, dass CLU1 mit dem Astrin-SKAP-Komplex interagiert. Dieser Komplex ist entscheidend für die Kinetochor-Trennung während der Mitose. Diese Befunde weisen darauf hin, dass CLU1 die Translation kernkodierter mitochondrieller Proteine reguliert oder Einfluss auf den Transport einer Subgruppe von Ribonukleopartikeln in der Nähe der Mitochondrien hat und somit die Verteilung der Mitochondrien beeinflusst. Wir schlagen daher vor 1.) die mögliche Rolle von CLU1 in der Translation kernkodierter mitochondrieller Proteine zu untersuchen, indem wir potentielle mRNA-Moleküle identifizieren, die von CLU1 gebunden werden und deren Translationseffizienz wir unter verschiedenen Bedingungen mittels ribosome profiling untersuchen werden. 2.) die Identifizierung der Rolle von CLU1 bei Interaktion mit dem Astrin-SKAP-Komplex und 3.) die Untersuchung der physiologischen Konsequenzen des CLU1 knock outs in verschiedenen Mausgeweben.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen