Funktionelle Analyse des CAST/ERC-Proteins der synaptischen aktiven Zone und einer interagierenden Proteinkinase im Modellsystem Drosophila
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Defekte in der synaptischen Übertragung führen zu schweren Erkrankungen des Nervensystems. Molekulare Grundlagen der Synapsenfunktion lassen sich im neurogenetischen Modellsystem Drosophila effektiv untersuchen. Der monoklonale Antikörper nc82 aus der Hofbauer'schen Hybridomabibliothek bindet selektiv an synaptische aktive Zonen. Durch Proteinreinigung und Massenspektrometrie konnte als Antigen von nc82 das neue synaptische Protein Bruchpilot (BRP) identifiziert werden, das hohe Homologie zu ELKS/CAST/ERC besitzt und offenbar Teil der T-förmigen elektronendichten präsynaptischen Projektion (T-bar) ist. Im Berichtszeitraum wurde nachgewiesen, dass bei Suppression der BRP-Expression in den Photorezeptoren durch RNAi keine präsynaptischen T-bars mehr nachgewiesen werden können und die synaptische Transmission zwischen Photorezeptoren und Interneuronen massiv beeinträchtigt ist. RNAi knock-down Fliegen sind kaum lebensfähig und zeigen schwere Störungen im Lauf- und Flugverhalten. Bei der Suche nach Interaktionspartnern von BRP wurde eine SR-Proteinkinase (SRPK3) identifiziert, die ebenfalls im Berichtszeitraum näher charakterisiert wurde. Homologe aus Vertebraten phosphorylieren SR-Proteine und sind an konstitutivem und alternativem Spleißen beteiligt. Es wurden Nullmutanten im Srpk3-Gen von Drosophila erzeugt, die motorischen Störungen und eine reduzierte Lebensdauer zeigen, an larvalen neuromuskulären Synapsen waren jedoch keine auffälligen Funktionsdefekte nachweisbar. Ein typisches SR-Protein wird von SRPK3 in vitro phosphoryüert, allerdings ließ sich in den SrpkS Mutanten bisher kein Defekt im Spleißmechanismus nachweisen. Die Lokalisation der SRPKS Isoformen im Gewebe wird gegenwärtig untersucht.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Bruchpilot promotes active zone assembly, Ca2+ channel clustering, and vesicle release. Science 312:1051-4 (2006)
Kittel, R.J., Wichmann, C. Rasse, T.M., Fouquet, W., Schmidt, M., Schmid, A., Wagh, D.A., Pawlu, C., Kellner, R.R., Willig, K.I., Hell, S.W., Buchner, E., Heckmann, M., Sigrist, S.J.
- Bruchpilot, a protein with homology to ELKS/CAST, is required for structural integrity and function of synaptic active zones in Drosophila. Neuron 49:833-844 (2006)
Wagh, D.A., Rasse, T.M., Asan, E., Hofbauer, A., Schwenkert, I., Dürrbeck, H., Buchner, S., Dabauvalle, M.-C., Schmidt, M., Qin, G., Wichmann, C., Kittel, R., Sigrist, S.J., Buchner, E.
- The conserved protein kinase-A target motif in synapsin of Drosophila is effectively modified by premRNA editing. BMC Neurosci. 7:76 (2006)
Diegelmann S, Nieratschker V, Werner U, Hoppe J, Zars T, Buchner E
