Ein SH3-Domänen basiertes Proteininteraktionsnetzwerk reguliert den Eintritt in die Zelltrennug am Ende der Zytokinese

• Antragsteller: Professor Dr. Nils Johnsson
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 329438330

Ein SH3-Domänen basiertes Proteininteraktionsnetzwerk reguliert den Eintritt in die Zelltrennug am Ende der Zytokinese. Zellzyklusphasen werden von Veränderungen in der Zusammensetzung und der Verknüpfung von Proteininteraktionsnetzwerken begleitet. Die Veränderungen dieser vorwiegend schwachen und temporären Proteinwechselwirkungen koordinieren die Aktivitäten der Enzyme und Proteinmaschinen, die die Zellzyklusphase maßgeblich bestimmen. Das Aufspüren und Darstellen dieser dynamischen Proteinmatrix ist die Vorrausetzung zu einem Verständnis orts- und zeitspezifischer Aktivierungen zellulärer Prozesse.Während der Zytokinese der Hefe erfolgt nach der Kontraktion des Aktin-Myosinrings und Errichten des primären Septums die Synthese des sekundären Septums. Letzteres beschließt die Zelltrennung. Die diesem Projektantrag zugrunde liegende Hypothese postuliert während dieses Übergangs die Auflösung des Central Cytokinetic Complexes unter gleichzeitiger Bildung des Nba1-Komplexes. Beide Komplexe werden über Netzwerke von SH3-Domäne-PXXP-Wechselwirkungen zusammengehalten und teilen mit Hof1p und Cyk3p zwei gemeinsame Untereinheiten. Das Vorhaben will Bildung und Auflösung beider Komplexe in der Zelle zeit- und ortsaufgelöst beschreiben und mit den zeitgleich verlaufenden Ereignissen der Zytokinese korrelieren. Die Identitäten der Untereinheiten lassen erwarten, dass der Nba1-Komplex die Exozytose währende der Zytokinese direkt beeinflusst und weiterhin hilft das Gleichgewicht zwischen GTP- und GDP-beladenen Rho-GTPasen einzustellen. Zur Untersuchung beider Prozesse werden wir Methoden etablieren, die sekretorische Vesikel während der Zytokinese einzeln verfolgen, oder die Aktivitäten der Rho-GTPasen in der lebenden Zelle messen. Die Interaktionsnetzwerke werden durch die Bestimmungen der Bindungspartner der GEFs und GAPs der RhoGTPasen sowie der Rho-aktivierten Effektoren erweitert. Die erhaltenen Hits werden auf ihre Funktionen für Lokalisation und Aktivitäten dieser Proteine untersucht.Eine zentrale Bedeutung für die Aufschlüsselung der Netzwerke wird Allelen von NBA1 zukommen, bei denen nur eine oder eine Untergruppe von Bindungen unterbrochen sind. Für ihre Generierung setzen wir eine von uns entwickelte Methode ein, die über Selektion-auf-Nichtbindung diese Allele anreichert und mit Hilfe von NGS identifiziert. Die Mutationen werden in das Genom der Hefe eingebracht, um anschließend ihren Einfluss auf Exozytose und den Übergang von Kontraktion zu Abschnürung zu untersuchen. Das Ziel ist Zytokinese als sequentielle Abfolge von Porteininteraktionszuständen darzustellen. Die Analyse wird die Knoten in den Netzwerken definieren, die als Interventionspunkte für die Regulation der Abschnürung gelten können. Eingriffe in den Verlauf dieses Übergangs sind wichtig, um Zelltrennung mit Chromosomenaufteilung zu koordinieren. Wir gehen davon aus dass diese Interventionspunkte und die Mechanismen ihrer Regulation konserviert sind.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen