Neue molekulare Faktoren in der Zusammensetzung und Morphogenese von Nematocysten
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im Projekt 1 führten wir eine Proteomanalyse des Matrisoms der Seeanemone Nematostella vectensis in verschiedenen Lebensstadien durch und untersuchten deren zelluläre Verteilung. Unser Ziel war es, den potentiellen evolutionären Ursprung von extrazellulären Matrix (ECM)-Domänenproteinen aus Nesselkapseln (Nematocysten) in der zellulären ECM nachzuvollziehen. Unsere Studie ermöglichte nicht nur einen globalen evolutionären Vergleich der Proteome von Nematocysten und zellulärer ECM in einem Cnidaria-Modellorganismus, sondern stellt auch wichtige Werkzeuge und Datensätze für die Cnidaria-Forschung bereit, die im Zusammenhang mit Regeneration, Wundheilung oder Ernährung verwendet werden können. Darüber hinaus haben wir eine neue Gruppe von prolinreichen Proteinen der Nesselkapseln charakterisiert, die als CPPs bezeichnet werden. Diese extrem diversen Moleküle, die Ähnlichkeiten mit Proteinen der pflanzlichen Zellwand (HPRGs) aufweisen und minikollagenartige Merkmale zeigen, sind weit verbreitet in den Cnidaria und stellen neue strukturelle Bestandteile der Nematocystenwand und des Tubulus dar. Funktionale und biophysikalische Analysen zeigten kollagenartige Eigenschaften von CPPs, die zur Stabilität der Nematocyste beitragen. Im Projekt 2 charakterisierten wir die Rolle von Myosin II für die Morphogenese der Nematocysten. Unsere Daten zeigten eine bislang unbekannte Funktion von Aktomyosin-Netzwerken für die Ausbildung des Nematocysten-Tubulus, indem Myosin II die Ausstülpung der Vesikelmembran, die Voraussetzung der Tubulusbildung ist, initiiert und stabilisiert. Darüber hinaus haben wir das Glykoprotein NOWA als einen wichtigen Bestandteil des Tubulus neu definiert, welches eine Rolle in dessen Invaginationsprozess spielt. Unsere Arbeit hat wesentlich zum Verständnis der Nematocystenbildung beigetragen, indem sie die molekularen Funktionen dieser beiden innerhalb der Cnidarier hoch konservierten Faktoren definierte.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Extracellular matrix and morphogenesis in cnidarians: a tightly knit relationship. Essays in Biochemistry, 63(3), 407-416.
Bergheim, Bruno Gideon & Özbek, Suat
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New Class of Crosslinker-Free Nanofiber Biomaterials from Hydra Nematocyst Proteins. Scientific Reports, 9(1).
Bentele, Theresa; Amadei, Federico; Kimmle, Esther; Veschgini, Mariam; Linke, Philipp; Sontag-González, Mariana; Tennigkeit, Jutta; Ho, Anthony D.; Özbek, Suat & Tanaka, Motomu
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A small molecule screen identifies novel inhibitors of mechanosensory nematocyst discharge in Hydra. Scientific Reports, 11(1).
Hofmann, Diana; Garg, Niharika; Grässle, Simone; Vanderheiden, Sylvia; Bergheim, Bruno Gideon; Bräse, Stefan; Jung, Nicole & Özbek, Suat
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A predatory gastrula leads to symbiosis-independent settlement in Aiptasia. Proceedings of the National Academy of Sciences, 120(40).
Maegele, Ira; Rupp, Sebastian; Özbek, Suat; Guse, Annika; Hambleton, Elizabeth A. & Holstein, Thomas W.
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Non-muscle myosin II drives critical steps of nematocyst morphogenesis. iScience, 26(3), 106291.
Garg, Niharika; Štibler, Urška Knez; Eismann, Björn; Mercker, Moritz; Bergheim, Bruno Gideon; Linn, Anna; Tuchscherer, Patrizia; Engel, Ulrike; Redl, Stefan; Marciniak-Czochra, Anna; Holstein, Thomas W.; Hess, Michael W. & Özbek, Suat
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Spatio-temporal Coordination of Active Deformation Forces and Wnt / Hippo-Yap Signaling inHydraRegeneration. Cold Spring Harbor Laboratory.
Suzuki, Ryo; Hiraiwa, Tetsuya; Tursch, Anja; Höger, Stefanie; Hayashi, Kentaro; Özbek, Suat; Holstein, Thomas W. & Tanaka, Motomu
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Wnt/β-catenin signaling induces axial elasticity patterns of Hydra extracellular matrix. iScience, 26(4), 106416.
Veschgini, Mariam; Suzuki, Ryo; Kling, Svenja; Petersen, Hendrik O.; Bergheim, Bruno Gideon; Abuillan, Wasim; Linke, Philipp; Kaufmann, Stefan; Burghammer, Manfred; Engel, Ulrike; Stein, Frank; Özbek, Suat; Holstein, Thomas W. & Tanaka, Motomu
