Servicenavigation

Detailseite

Zurück

Projekt Druckansicht

Analyse von MICOS unabhängigen Kontaktstellen zwischen der inneren und äußeren Membran von Mitochondrien

Antragsteller Dr. Max Emanuel Harner
Fachliche Zuordnung Biochemie
Förderung Förderung von 2018 bis 2023
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 413985647
 
Erstellungsjahr 2023

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Mitochondrien zeichnen sich durch ihre komplexe Membranarchitektur aus. Eine Hülle bestehend aus der mitochondrialen Innen- und Außenmembran grenzt sie vom Zytosol ab. Dadurch werden die wässrigen Reaktionsräume generiert. Die meisten mitochondrialen Reaktionen werden in der Matrix, dem im innersten Kompartiment, katalysiert. Somit muss eine enorme Anzahl von Metaboliten und Signalen über beide Membranen transportiert werden, um die Kommunikation zwischen Mitochondrien und dem Rest der Zelle zu ermöglichen. Spezielle Protein-Protein Interaktionen, sogenannte Kontaktstellen, nehmen hier eine entscheidende Rolle ein. Die meisten bislang identifizierten Kontaktstellen werden vom MICOS (mitochondrial contact site and cristae organizing system) Komplex gebildet. Allerdings müssen zusätzliche, MICOS unabhängige Kontakte existieren. Deren Identifizierung und Charakterisierung war das Ziel der hier dargestellten Projekte. Im ersten Projekt identifizierten wir Cqd1 als einen potentielles Kontaktstellenprotein. Hierzu verwendeten wir eine verbesserte Version der etablierten Methode zur Isolierung von Kontaktstellen. Cqd1 gehört, wie auch Cqd2 und Coq8, zur hochkonservierten Familie der UbiB Kinase-ähnlichen Proteine. Wie kürzlich gezeigt, ist Cqd1 in Kooperation mit Cqd2 an der Verteilung von Koenzym Q innerhalb der Zelle beteiligt. Der zugrundeliegende Mechanismus ist allerdings bislang unbekannt. Wir konnten Cqd1 in der mitochondrialen Innenmembran lokalisieren. Mit der hier gezeigten Interaktion von Cqd1 mit dem mitochondrialen Außenmembrankomplex Por1-Om14 konnten wir zudem eine neue, MICOS unabhängige Kontaktstelle identifizieren. Unsere Daten legen den Schluss nahe, dass Cqd1 an Phospholipid-Homöostase, zusätzlich zur Homöstase von Koenzym Q, beteiligt ist. Dadurch spielt Cqd1 eine entscheidende Rolle in der mitochondrialen Biogenese. Dies geschieht in einem antagonistischen Prozess mit Cqd2. Zudem konnten wir zeigen, dass eine definierte Menge an Cqd1 für die Aufrechterhaltung von mitochondrialer Architektur und eine korrekte Interaktion von Mitochondrien mit dem endoplasmatischen Retikulum essentiell ist. Diese Ergebnisse unterstützen die Annahme, dass Cqd1 eine entscheidende Rolle in der Bildung von Membrankontakten einnimmt. In einem zweiten Projekt führten wir eine initiale Charakterisierung von Min8 und Mix17, zwei bislang noch weitgehend uncharakterisierten mitochondrialen Proteinen, durch. Mix17 ist besonders interessant, da Mutationen im Säugerhomolog Mic14/ChChD10 im Verdacht stehen amyotrophe Lateralsklerose (ALS) und frontotemporale Demenz (FTD) auszulösen. Wie kürzlich gezeigt, ist Min8 an der Assemblierung der Cytochrom-c-Oxidase beteiligt. Wir konnten nun überraschenderweise zeigen, dass sich der N-Terminus von Mix17 energieabhängig im Zytosol befindet. Unsere Daten legten den Schluss nahe, dass Mix17 die Außenmembran durch den TOM Komplex überspannt. Zudem interagiert Mix17 transient mit dem Innenmembranprotein Min8. Diese transiente, MICOS unabhängige Kontaktstelle scheint am Import von Komplex IV Untereinheiten beteiligt zu sein und könnte somit dessen effizienten Zusammenbau und die maximale Aktivität der Atmungskette unterstützen. Dieses Arbeitsmodel wäre in Übereinstimmung mit vorherigen Daten und würde helfen den Phänotyp, der für ALS- und FTD-Pateinten beschreiben wurde, zu erklären.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

 
 

Zusatzinformationen

© 2025 DFG Kontakt / Impressum / Datenschutz

Textvergrößerung und Kontrastanpassung