Die Rolle von Sas-4 in der Zentrosomen-Reifung

• Antragsteller: Professor Jay Gopalakrishnan, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 242472216

Zentrosomen bestehen aus einem Paar von Perizentriolärem Material (PCM) umgebenden Zentriolen und agieren als Haupt-Mikrotubuli-organisierende Zentren (MTOC, microtubule organizing centers) in tierischen Zellen. Damit ein Zentrosom zu Beginn der Mitose Mikrotubuli nukleiren kann, muss es PCM Proteine rekrutieren ein Prozess, den man Zentrosomen Reifung nennt. Obwohl die Zentrosomen-Reifung essentiell für die Funktion des Zentrosoms ist, sind die Mechanismen dieses Vorgangs weitgehend unbekannt. Andere Gruppen und wir haben bereits gezeigt, dass Drosophila Sas-4 und sein humanes Pendant CPAP bei der Rekrutierung des PCM an die duplizierten Zentrosomen eine Rolle spielen, und zwar durch die Zusammenführung von PCM Proteinen wie Cnn, Asterless (Asl), Pericentrin (PLP) mit Komponenten des g-Tubulin Ring Komplexes (g TuRCs). Ob und welche Rolle Sas 4 allerdings schon bei der Initiierung der PCM Rekrutierung zu Beginn der Mitose spielt, ist bisher nicht vollständig untersucht worden. Unser Ziel in diesem Projekt-Antrag ist es, die eigentliche Funktion von Sas 4 bei der Reifung der Zentrosomen zu analysieren. Da es sich bei Sas 4 um ein dynamisch reguliertes Protein in den Zellen handelt, werden wir zuallererst anhand von biochemischen Methoden die Zellzyklus abhängigen posttranslationalen Modifikationen von Sas-4 und seinen Phosphorylierungs-Status zu Beginn der Mitose untersuchen. Um die funktionelle Bedeutung der Modifikationen während der mitotischen PCM-Rekrutierung herauszufinden, werden wir entsprechende Mutationen in das Drosophila Genom einbauen und transgene Drosophila Fliegen generieren. Nach der Identifizierung der Bedeutung von Sas-4 beim mitotischen PCM-Aufbau in vivo, werden wir Sas-4 induziertes PCM und g-TuRCs aus Fliegen-Embryo-Extrakt aufreinigen, um die MTOC Aufgaben der Zentrosomen in vitro funktionell wiederherzustellen. Die vorgeschlagenen Experimente werden zeigen, wie Sas-4 während der Zentrosomen-Reifung reguliert wird, und welche PCM-Komplexe grundsätzlich für die funktionelle Wiederherstellung der Mikrotubuli nukleierenden Aktivität eines Zentrosoms in vitro benötigt werden. Demnach wird die jetzige Studie neue Erkenntnisse liefern, wie mitotische Zentrosomen aufgebaut werden, um die Spindelpol-Aufrechterhaltung für die darauffolgende akkurate Zellteilung zu gewährleisten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen