Mitotische Funktionen von MTUS1-definierten Mikrotubuli-Bündeln

• Antragsteller: Professor Dr. Oliver Gruß
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie
• Förderung: Förderung seit 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 329979611

Mikrotubuli-assoziierte Proteine (MAPs) steuern die Funktion von Mikrotubuli (MT) in der Interphase und in der Mitose. In früheren Ansätzen hatten wir einen neuartigen MT-assoziierten Proteinkomplex identifiziert, der die Reorganisation von MT beim Eintritt in die Mitose in Blastomeren während der frühen Vertebraten-Entwicklung und in somatischen Zellen reguliert. Kürzlich entdeckten wir eine neue Komponente dieses Komplexes, den Mikrotubuli-assoziierten Tumorsuppressor 1, MTUS1. Unsere vorläufigen Daten zeigen, dass MTUS1 ein einzigartiges MT-Bindungs- und Bündelungsmuster aufweist, das zwei MT-Polymere auf stereotype Weise Seite an Seite vernetzt. Die Modulation dieser Bündelungsaktivität ist ideal geeignet, um MT beim Eintritt und während der Mitose zu regulieren. Wir schlagen ein Projekt zur Analyse der molekularen Wirkungsweise von MTUS1 in der Mitose vor. Unser Modell der MTUS1-Wirkung umfasst mehrere zentrale Punkte, die experimentell getestet werden können, in erster Linie einen regulierten Protein-Konformationsschalter, der die MTUS1-Dimerisierung als Grundlage seiner MT-Bündelungsaktivität ermöglicht oder umgekehrt aufhebt. Die Dimerisierung einer „offenen“ Konformation erzeugt eine bivalente MT-Bindungseinheit, die MT-Tandembildung ermöglicht. Wir werden testen, ob der Wechsel zu dimerem MTUS1 und zurück, und damit die MT-Tandembildung möglicherweise von Mitgliedern der Rho-Familie und einer abundanten Phosphorylierungsstelle im C-Terminus gesteuert wird. Wir schlagen ein Projekt zur Analyse der MTUS1-Funktion allein und zusammen mit seinem Homolog MTUS2 als Paradigma für die Wirkung von MAPs bei der Zellteilung vor. Unser Ziel ist es zu verstehen, wie die MTUS1-Aktivität bei der Bündelung von MT-Tandems vor, während und nach der Mitose in verschiedenen experimentellen Systemen funktioniert. Spezifische mutierte Varianten (Dimerisierungsdefekt, Rho-Bindungsdefekt, MT-Bindungsdefekt, Phosphorylierungs-defekt) sollen in vitro (d. h. unter Verwendung von gereinigten Proteinen), „ex vivo“ (d. h. in zellfreien Xenopus-Extrakten) und in vivo (d. h. in intakten Zellen) analysiert werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen