Metabolische Kontrolle des des G1/S Übergangs - Ein neues Modell für Start

• Antragstellerin: Professorin Jennifer Christina Ewald, Ph.D.
• Subject Area: Zellbiologie
• Term: since 2017
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 391105827

Metabolische Regulation des G1/S-Übergangs – Ein neues Modell für „Start“Wachstum und Zellteilung werden von der Nährstoffversorgung reguliert. Sind Nährstoffe nicht ausreichend, entscheiden sich Zellen gegen einen weiteren Zellzyklus. Die irreversible Entscheidung, den Zellzyklus zu beginnen, findet in G1 am „Restriction Point“ in Säugern und an „Start“ in Hefe statt. Sicher ist, dass die Nährstoffversorgung Start beeinflusst. Aber wie Nährstoffe Hefezellen regulieren, die bereits die Start-Entscheidung getroffen haben, ist unklar.Unsere Einzelzellanalysen zeigen, dass Nährstoffentzug alle Phasen des Zellzyklus verlangsamt. Einige Zellen machen bei Nährstoffentzug etwas Überraschendes: Der Zellzyklus-Inhibitor Whi5, dessen Export vom Zellkern CDK aktiviert und Start definiert, kann in den Zellkern zurück importiert werden. Diesen Re-Import kann das gängige Modell von Start nicht erklären. Diese Umkehr von Start kann jederzeit vor der Replikation passieren, wird durch Whi5-Dephosphorylierung verursacht und von Snf1 reguliert.Wenn Start nicht der endgültige Entscheidungpunkt ist, was dann? Welche Regulatoren sorgen für Irreversibilität gegenüber Nährstoff-Signalen? Behalten Zellen eine „Erinnerung“ an die Aktivierung von CDK? Diese Fragen werden wir nun mit Einzelzellanalysen und Proteinbiochemie beantworten.In Säugerzellen wurde das Model eines einzigen „Restriction Points“ bereits infrage gestellt, ein Konsensusmodel zur mehrstufigen Zellzyklus-Entscheidung fehlt aber noch. Unsere Entdeckung, dass auch Hefe eine mehrstufige Entscheidung zum G1/S Übergang trifft, erlaubt dieses Phänomen in einem einfachen Model mechanistisch zu ergründen.

• DFG Programme: Sachbeihilfen