Die Rolle des zentriolären CEP350-Netzwerks bei der Entfernung von Centrobin von Zentriolen und der Rekrutierung von distalen Anhängseln und CEP19

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Dr. Gislene Pereira; Professor Dr. Elmar Schiebel
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie
• Förderung: Förderung seit 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 421323611

Das Zentrosom ist für die Zellorganisation und -teilung von entscheidender Bedeutung, und Defekte in seiner Struktur und Funktion werden mit verschiedenen menschlichen Krankheiten in Verbindung gebracht. Dieser DFG-Einzelantrag konzentriert sich auf das Zentrosomenprotein CEP350, das für die Kontrolle der Zentriolenlänge, Stabilität, den Zusammenbau subdistaler (SDA) und distaler (DA) Anhängsel und die Zentriolenrekrutierung von CEP19 von entscheidender Bedeutung ist. Die DA-Assemblierung und die Rekrutierung von CEP19 sind für die Ciliogenese wichtig, und Defekte in diesen Proteinen werden mit verschiedenen Krankheiten wie Ciliopathien und krankhafter Fettleibigkeit (CEP19) in Verbindung gebracht. CEP350 reguliert auch das Protein Centrobin am Zentriol, das für die ordnungsgemäße Funktion des Zentrosoms eine wichtige Rolle erfüllt. Eine Fehlregulation der Centrobin-Entfernung von Zentriolen/Zellen ist mit Krankheiten wie Mulibrey-Nanismus und Krebs verbunden. Trotz der Bedeutung von CEP350 für die DA-Assemblierung, die Rekrutierung von CEP19 und die Entfernung von Centrobin ist seine molekulare Funktion kaum erforscht. Das Verständnis, wie CEP350 diese Prozesse reguliert, ist für die Aufklärung wichtiger offener Fragen in der Zentrosomenbiologie und Krankheitsmechanismen von entscheidender Bedeutung und steht daher im Mittelpunkt dieses Antrags. Basierend auf unseren Vorarbeiten schlagen wir vor, dass CEP350 ein multifunktionales Protein ist, das mit DISCO-Netzwerkkomponenten (mehrere zentrioläre Proteine, die zusammen mit CEP350 für den DA-Aufbau benötigt werden), DA-Proteinen und CEP19 zusammenarbeitet, um seine Funktionen zu erfüllen. Unser Antrag bündelt die Expertise von Profs. Pereira und Schiebel in der Zentriolbiologie, CEP350-Analyse, DA-Assemblierung und Ciliogenese und konzentrieren sich auf zwei Hauptziele. Zunächst wollen wir die detaillierten Mechanismen der Entfernung von Centrobin von Zentriolen durch CEP350, SDAs, die E3-Ligase TRIM37 und die von uns neu identifizierte Kinase CRM5 untersuchen. Darüber hinaus werden wir auch testen, ob die Entfernung von Centrobin für die DA-Assemblierung notwendig ist. Zweitens werden wir analysieren, wie mit CEP350 interagierende Proteine die DA-Assemblierung und die Rekrutierung von CEP19 an Zentriolen regulieren. Um diese Ziele zu erreichen, verwenden wir verschiedene Techniken, darunter Gen-Knockouts, Signalintensitätsmessungen, Superauflösungs-/Expansionsmikroskopie, Elektronen-mikroskopie, Minflux-Nanoskopie und massenspektrometrische Analyse von Phosphorylierungsstellen in CEP350-interagierenden Proteinen. Indem wir aufdecken, wie das CEP350 Netzwerk Centrobin und DA reguliert, wird unsere Studie dazu beitragen, kritische Fragen in der Zentrosomenbiologie zu beantworten und herauszufinden wie Defekte zu Krankheiten führen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen