Molekulare Grundlagen der ESCRT-Funktion im Zellkern bei Arabidopsis

• Antragstellerin: Professorin Dr. Erika Isono
• Fachliche Zuordnung: Zell- und Entwicklungsbiologie der Pflanzen
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 569041930

Die molekulare Funktion von endosomal sorting complexes required for transport (ESCRTs) ist am besten beim ubiquitinabhängigen endosomalen Abbau von Plasmamembranproteinen und insbesondere bei der Bildung von intraluminalen Vesikeln (ILVs) an den multivesikulären Endosomen (MVEs) verstanden. Untersuchungen der letzten Jahre an Opisthokonten haben gezeigt, dass ESCRTs auch an anderen Membranspaltungsprozessen beteiligt sind, die der ILV-Bildung topologisch ähnlich sind, wie z. B. die Reifung von Autophagosomen oder die Neubildung der Kernhülle. Pflanzenzellen durchlaufen eine offene Mitose, bei der die Kernhülle zunächst kollabiert und im Verlauf des Zellzyklus wieder neu gebildet wird. In Opisthokonten konnte gezeigt werden, dass das LEM-Domäne enthaltende Protein LEM2 mit dem ESCRT-Protein CHMP7 interagiert und eine Schlüsselrolle bei der Rekrutierung von ESCRTs an die Kernhülle spielt. Obwohl einige der Faktoren, die mit ESCRT-Komponenten in nicht-endosomalen Kontexten zusammenwirken, auch in Pflanzen vorkommen, sind viele von ihnen, einschließlich LEM2 und BAF, nicht im Arabidopsis-Genom zu finden. Ziel des Projektes ist es, die Funktion von ESCRTs bei der Kernhülleversiegelung anhand der Modellpflanze Arabidopsis thaliana zu verstehen. Im Fokus der Untersuchung steht die Identifizierung des molekularen Netzwerks, das CHMP7 und andere ESCRT-III-Komponenten an die Kernhülle rekrutiert. Zudem werden die molekularen Mechanismen aufgeklärt, die der Differenzierung endosomaler und nuklearer ESCRT-III-Funktionen zugrunde liegen. Ein weiteres Augenmerk gilt der Frage, wie ESCRT-Proteine zur Bildung und Aufrechterhaltung pflanzlicher Zellkerne beitragen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen