Membran Rekrutierung und Entfernung des ESCRT-III Regulators Lethal (2) giant discs durch die AAA-ATPase Vps4 während der ESCRT-vermittelten Bildung von intraluminalen Vesikeln

• Antragsteller: Professor Dr. Thomas Klein
• Fachliche Zuordnung: Entwicklungsbiologie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 558314618

Die ESCRT Maschinerie vermittelt den einzig bekannten Device um Membranen vom Zytosol weg abzuschnüren und ist an vielen fundamentalen Prozessen beteiligt. Ein herausragendes Beispiel stellt die Bildung von intra-luminalen Vesikeln (ILVs) dar, die von der limitierenden Membran (LM) des maturierenden Endosoms (ME) in das Lumen abgeschnürt werden. Die Maschinerie besteht aus vier hintereinander agierenden Komplexen. Zentral ist ESCRT-III, welches ein Polymer, bestehend aus Shrub-Protomeren, bildet, welches die Abschnürung der ILVs zusammen mit der AAA-ATPase in einer unbekannten Weise durchführt. Während der Abschnürung wird das Polymer in seine Shrub monomere disassembliert, die bis zur nächsten Runde der ILV-Bildung in einer inaktiven geschlossenen Form im Zytosol lokalisiert sind. Die Disassemblierung des ESCRT-III Polymers benötigt die Interaktion zwischen der MIM-Domäne der ESCRT-III Komponenten mit der MIT-Domäne von Vps4. Die Aktivität von Shrub/ESCRT-III wird von dem evolutionär konservierten Tumorsuppressor Lethal (2) giant discs (Lgd) geregelt. Lgd interagiert mit Shrub und pendelt zusammen mit Shrub zwischen dem Zytosol und der LM des MEs in einer Vps4-abhängingen Art und Weise. Unsere vorläufigen Daten legen nahe, dass Lgd die Effizienz der Disassemblierung von ESCRT-III durch Vps4 erhöht. Die Sequenzanalyse, kombiniert mit Strukturvorhersagen durch Alphafold2, offenbarten bisher nicht erkannte Domänen und eine Prolin-reiche Sequenz (PR) in jeder der familien-spezifischen DM14 Domänen in Lgd-Familienmitgliedern. Diese PR ist der Konsensus-Sequenz einer MIM-Domäne ähnlich. Mittels der Vielzahl von genetischen und molekularbiologischen Methoden die im Modellsystem Drosophila zur Verfügung stehen, werden wir die Rekrutierung und Entfernung von Lgd/CC2D1A durch Vps4 untersuchen. Dafür werden wir eine Struktur/Funktions-Analyse der neu entdeckten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen