Das Polarisom organisiert das Zytosol unterhalb der Wachstumsspitze von Hefefzellen

• Antragsteller: Professor Dr. Nils Johnsson
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 279190516

Die große Anzahl gemessener Protein-Proteininteraktionen weist auf eine noch verborgene Komplexität zellulärer Organisation. Von den allermeisten dieser Interaktionen sind weder Struktur noch Funktion bekannt. Auch die Topologien der von den Interaktionen geknüpften Netzwerke sind nicht ausreichend aufgelöst um unser Verständnis zellulärer Prozesse zu vertiefen. Der Antrag beruht auf der Überzeugung, dass bestimmte Protein-Interaktionsnetzwerke die zeit- und ortsspezifische Architektur zellulärer Organisation nicht nur reflektieren sondern auch bedingen. Wir wollen dieses Konzept am Beispiel des Epo1p-Polarisom Interaktionsnetzwerkes überprüfen. Wir konnten bereits zeigen, dass die Scs2-Epo1p Interaktion als Bestandteil dieses Netzwerks das kortikale endoplasmatische Retikulum an der Knospenspitze verankert. Die Identitäten der bisher identifizierten Mitglieder des Epo1p-Polarisom Interaktionsnetzwerks lassen jedoch eine aktive Rolle bei der Organisation weiterer Elemente polarer Sekretion erwarten. Wir werden zuerst das Epo1p-Polarisom Netzwerk strukturieren indem wir mit den von uns entwickelten Methoden und experimentellen Strategien die Bindungsstellen zwischen den Interaktionspartner kartieren. Dieses Wissen werden wir nutzen, um die Interaktionen zwischen Pea2p und seinen Liganden, oder die Interaktion zwischen Pea2p und Myo2p durch Mutationen spezifisch zu zerstören. Fluoreszenz-mikroskopische Untersuchungen an diesen Mutanten werden die Organellen oder supramolekularen Strukturen identifizieren, die über eine Pea2p-Myosin gekoppelte Bewegung ihre Position an der Knospenspitze einnehmen.Eine vergleichbare Vorgehensweise soll die Funktionen weiterer Mitglieder des Epo1p-Polarisom Netzwerkes entschlüsseln. Diese fallen entweder in die Klasse der Proteine, die an die Rho-GTPase Cdc42p binden oder ihre Aktivität beeinflussen, oder in die Klasse der Proteine, die an Transport, Recycling und Fusion sekretorischer Vesikel mitwirken. Für die phänotypische Analyse Netzwerk-interferierender Mutationen werden wie die relative Bewegung von jeweils zwei unterschiedlich markierten Organellen oder Multi-proteinkomplexen in einer Zelle vermessen.Epo1p bildet in der Zelle Multimere und bindet mit zwei unabhängigen Kontaktflächen an Scs2p. Wir wollen herausfinden, ob beide Eigenschaften Epo1p befähigen Scs2p-Cluster in der ER Membran zu induzieren. Photokinetische Experimente im Wildtyp und in Stämmen, in denen die Assoziation zwischen Scs2p und Epo1p unterbunden wurde, werden die Existenz dieser Scs2p-Cluster überprüfen und zeigen, ob sie für das Errichten einer ER-Diffusionsbarriere an der Knospenspitze der Zelle verantwortlich sind.Strukturelle Untersuchungen des Polarisoms, seiner Untereinheiten und Subkomplexe als auch unsere Bemühungen die Myo2p-abhängige Bewegung der hier definierten Frachtmoleküle auf Aktinfilamenten zu rekonstruieren, werden die Netzwerkanalysen komplementieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen