Analyse der Gliotactin vermittelten Mikrotubuli Organisation während der tricellular junction Entwicklung

• Antragsteller: Dr. Till Matzat
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie ; Evolutionäre Zell- und Entwicklungsbiologie der Tiere
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 277701567

Epithelzellen haben sich entwickelt um das darunterliegende Gewebe von wechselnden Umweltbedingungen abzugrenzen und zu schützen. Sie fungieren als parazelluläre Diffusionsbarriere indem sie spezialisierte Zell-Zell Kontakte ausbilden. In Epithelzellen von Vertebraten bilden tight junctions diese Barriere aus, wohingegen in Invertebraten diese Funktion von septate junctions übernommen wird. Ein wichtiges gemeinsames Merkmal der Epithelien von Vertebraten und Invertebraten ist das Auftreten von besonderen Zell Kontakten, die bei dem Zusammentreffen von drei Zellen gebildet werden, so genannte tricellular junctions. Bisher ist wenig bekannt über die Entwicklung und den Aufbau dieser Strukturen, obwohl sie für die korrekte Entwicklung von bizellulären Zell-Zell Kontakten notwendig sind.In dem Modell-Invertebrat Drosophila melanogaster lokalisiert das Protein Gliotactin spezifisch an trizellulären Kontakten und ist notwendig für die Entwicklung der epithelialen Integrität. Bis jetzt ist die ultrastrukturelle Lokalisation von Gliotactin und dessen Funktion für die Entwicklung der trizellulären Kontakte nicht bekannt. Interessanterweise deuten neuste Ergebnisse aus dem Gastgeberlabor auf ein Modell hin, in dem Gliotactin die zusammenlaufenden septate junction Bänder mit den trizellulären Kontakten und den darunterliegenden Mikrotubuli verknüpft. Die Analyse der Gliotactin abhängigen Mikrotubuli Organisation, Dynamik und Stabilisierung stellen einen neuen Aspekt für die tricellular junction Entwicklung dar.Um den Aufbau und die Entwicklung von trizellulären Kontakten zu untersuchen, werde ich einen korrelativen Ansatz in der Flügelscheibe von Drosophila durchführen, der auf licht- und elektronenmikroskopischen Untersuchungen basiert. Die Untersuchung der Mikrotubuli Dynamik während der trizellulären Kontakt Bildung wird mittels live imaging durchgeführt. Anschließend verwende ich CLEM (correlative light and electron microsocopy) um die Verbindung zwischen Mikrotubuli, septate junctions und den trizellulären plugs zu untersuchen. Um die Funktion der Mikrotubuli für die Kontaktbildung zu adressieren werde ich die Mikrotubuli Dynamik anhand von speziellen lichtinduzierbaren Wirkstoffen oder genetischen Ansätzen modulieren und physiologische Messungen durchführen. Darüberhinaus werde ich TEM Tomographie, Focused Ion Beam SEM und Immuno-TEM verwenden um den genauen Aufbau von trizellulären Kontakten zu beschreiben. Abschließend werde ich neue Interaktionspartner von Gliotactin identifizieren, die weitere Erkenntnis über die Funktion von Gliotactin liefern werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Kanada
• Gastgeberin: Professorin Dr. Vanessa Auld