Eine kombinierte in vitro und in vivo Untersuchung des Assemblierungsmechanismus von Aktin Bündeln in Borstenzellen von Drosophila .

• Antragsteller: Professor Dr. Andreas Bausch
• Fachliche Zuordnung: Biophysik
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 388532375

Parallele Aktinbündel bestehen aus dicht gepackten Filamenten, die alle die gleiche Polarität aufweisen und durch Aktin-Bündelungsproteine vernetzt sind. Sie bilden eine Schlüsselkomponente in eukaryotischer Zytoskelettstrukturen. Ihre Funktion besteht darin, die Zelle gegen mechanische Verformung zu verstärken und eine lokalisierte Krafterzeugung zu ermöglichen. Borstenzellen von Drosophila sind ein besonders gutes Beispiel für die kontrollierte Assemblierung von Aktinbündeln. Die Aktinbündel in den Borsten sind membrangebunden, dreieckig geformt und entlang ihrer Länge zu Modulen organisiert. Sie sind gleichmäßig um den äußeren Umfang der Borste herum organisiert, wobei sie sich von der Basis der Borste bis zu ihrer Spitze mit gut definierten Zwischenräumen zwischen den einzelnen Modulen erstrecken. Die Bildung von Borsten-Aktin-Bündeln hat bereits eine faszinierende Maschinerie des Wachstumsprozesses gezeigt. Jedoch ist der molekulare Mechanismus, der die Länge und die Form von Borsten-Aktin-Bündeln bestimmt und steuert, noch unbekannt. In dem vorliegenden Antrag planen wir eine interdisziplinäre Studie mit einer Kombination von vivo und in vitro Experimenten, um den Mechanismus der Drosophila-Borstenbildung zu identifizieren. Wir planen die essentiellen Gene, die bei der Aktin-Bündel Assemblierung involviert sind, zu identifizieren. Hoch- und zeitaufgelöste Lichtmikroskopie an transgenen Fliegen wird zum Einsatz kommen, um den Einfluss auf die Wachstumsprozesse zu bestimmen. Unsere Hypothese ist, dass ein enges Zusammenspiel zwischen Aktin-Nukleation, Vernetzungs- und Depolymerisationsprozessen die beobachtete Längenkontrolle der Aktinbündel bestimmt. Ein Möglichkeit der Entstehung der dreieckigen Form der Bündel ist ein Prozess, bei dem spontan nukleierte Filamente im Zytosol sich längs der Bündel anlagern. Um diese Hypothesen zu testen, werden sowohl in vivo als auch in vitro-Experimente durchgeführt.Da die Kontrolle der Aktinbündel eine große Rolle in einer Vielzahl von Systemen, wie Mikrovilli oder Stereocilia, spielt, erwarten wir dass die erzielten die Ergebnisse dieser Studie weit über die Bildung von Borstenbündeln hinaus gehen wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Israel
• ausländischer Mitantragsteller: Professor Dr. Uri Abdu