Analyse der Rolle von VIPPs bei der Thylakoid-Biogenese mithilfe von Mutanten, die VIPPs überakkumulieren

• Antragsteller: Professor Dr. Michael Schroda
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenphysiologie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 239484859

VIPP1 (ursprünglich für vesicle inducing protein in plastids) ist wichtig für die Biogenese von Thylakoidmembranen, da Arabidopsis- Mutanten, die kein VIPP1 exprimieren, keine Thylakoidmembranen (TM) ausbilden und solche, die weniger VIPP1 exprimieren, auch weniger TM und TM-Proteinkomplexe besitzen. VIPPs überakkumulieren in Chlamydomonas-Zellen, die hohen Lichtintensitäten ausgesetzt wurden sowie in Mutanten mit reduziertem Niveau an Proteinen, die an der Translokation/ Integration von TM-Proteinen beteiligt sind (alb3.1, secA). Dies weist darauf hin, dass VIPPs eher eine Rolle bei der Biogenese/Reparatur der Proteinkomplexe in der TM spielen als bei der Biogenese der TM selbst. Basierend auf diesem Befund haben wir eine Insertionsmutagenese mit Chlamydomonas reinhardtii durchgeführt, um Mutanten zu finden, die VIPP konstitutiv überexprimieren. Alle bisher analysierten Mutanten (7 von 13) zeigen Anomalitäten bei der Akkumulation von Untereinheiten der vier großen TMProteinkomplexe auf und/oder haben Defizite bei der Reparatur von Photosystem II nach Photoinhibition. Dies weist tatsächlich darauf hin, dass VIPPs eine Rolle bei der Biogenese/Reparatur der TMProteinkomplexe spielen. In diesem Projekt wollen wir diese Mutanten genauer charakterisieren, um (i) zu lernen welche Rolle die fehlenden Genprodukte bei der Biogenese/Reparatur von TM-Proteinkomplexen spielen und (ii) wieso und wie VIPPs dabei behilflich sind. Basierend auf der Identifizierung einer Lipidkomponente, an die rekombinante VIPPs stark binden, wollen wir außerdem herausfinden, welche Rolle diese Lipidkomponente bei der Oligomerisierung von VIPPs und der Assoziation von VIPPs an Membranen in vitro und in vivo spielt.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 2092: Biogenese der Thylakoidmembran: Räumlich/zeitliche Organisation der Assemblierung photosynthetischer Proteinkomplexe