Struktur und Assemblierung von Laminen bei Laminopathien

Lamine sind die kernspezifischen Proteine der Intermediärfilamente. Sie formen ein filamentäres Netzwerk unterhalb der Kernmembran und sorgen so für die mechanische Stabilität der eukaryotischen Kerne. Lamina- Strukturen interagieren mit einer Vielzahl von Proteinen in der Kernmembran und im Kernplasma, aber auch mit Chromatin - daher sind sie essentiell für die dynamische Organisation des Kerns. Man weiss wenig darüber, wie Lamine assemblieren und ihre molekulare Funktion ausüben. Erst seit kurzem ist bekannt, dass Mutationen in Laminproteinen Erbkrankheiten, sogenannte Laminopathien, auslösen; die genauen molekularen Mechanismen sind unklar. Der Schwerpunkt dieses Projekts liegt auf der Analyse der Lamin-Assemblierung und deren Bedeutung für Laminopathien. Die Wechselwirkungen mit lamin-bindenden Proteinen in der Kernmembran und an der Chromatinoberfläche ermöglichen die Polymerisierung von Laminen zu 10 nm langen Filamenten. Ich plane die Wechselwirkung von Laminen mit dem membrangebundenen Protein LAP2 beta und dem chromatin-assoziierten Protein LAP2 alpha zu untersuchen und die Interaktionsdomänen einzugrenzen. Der Einfluss der LAP2 Proteine und der Proteindomänen, die für das Assemblieren der Lamine wichtig sind, sollen getestet werden. Daher werde ich einen physiologischen in vitro Assay etablieren, der die Lamin-Polymerisierung in Anwesenheit von Lipid- oder Chromatin-Oberflächen erlaubt, wodurch die natürliche Umgebung im Kern nachgeahmt werden soll. Der Einfluss der laminopathogenen Mutationen auf den Lamin-Zusammenbau und auf Interaktionen mit anderen Proteinen soll analysiert werden. Ich plane in diesem Projekt einen neuartigen Lamin-Assemblierungs-Assay zu entwickeln und den Einfluss von lamin-bindenden Proteinen und laminopathogenen Mutationen auf die Lamin-Polymerisierung und Struktur zu untersuchen. Dadurch teste ich das "structural disease model", das vorschlägt, dass Laminmutationen die Struktur von Laminproteinen stören und den Kern fragiler machen.