Der Export der 40S-ribosomalen Untereinheiten

Während die Translation von mRNAs durch Ribosomen im Cytoplasma stattfindet, werden die Ribosomen selbst im Zellkern synthetisiert. Die räumliche Trennung des Ortes der Synthese und der Funktion von Ribosomen erfordert einen effizienten Export der neu synthetisierten Ribosomen aus dem Zellkern ins Cytoplasma. Voraussetzung für den Export ist das Vorhandensein eines Ran-GTP-GDP-Gradienten vom Zellkern ins Cytoplasma. Der Export der beiden ribosomalen Untereinheiten erfolgt getrennt. Für den Export der großen ribosomalen Untereinheit wird der Export-Rezeptor Crm1 benötigt, der (in Gegenwart von Ran-GTP) durch Interaktion mit der Kernexportsequenz des Exportadaptors Nmd3 an die 60S prä-ribosomale Untereinheit bindet. Der Transport durch die Kernporen wird dann durch die Interaktion von Crm1 mit Kernporenproteinen bewerkstelligt. Im Gegensatz zum Export der 60S-Untereinheit sind die Faktoren, die am 40S-Export beteiligt sind, noch nicht bekannt. Möglicherweise fungiert Crm1 auch als Export-Rezeptor für den 40S-Export. Ein Exportadaptor an der 40S-Untereinheit ist jedoch noch nicht bekannt. In dem hier beantragten Projekt sollen die Faktoren, die für den 40S-Export verantwortlich sind, identifiziert werden. Zur Identifizierung dieser Faktoren wird eine Kombination aus genetischen und biochemischen Versuchen angewandt werden, wobei die Hefe Saccharomyces cerevisiae als Modellsystem verwendet werden soll. Eine mögliche Funktion von Crm1 als Exportrezeptor der kleinen ribosomalen Untereinheit soll durch in vitro- Bindeexperimente von Crm1 an prä-40S-Untereinheiten in Gegenwart von Ran-GTP untersucht werden. Weiters soll auch die Bindung von prä-40S-Untereinheiten an Kernporenproteine in der Gegenwart von Ran-GTP und Crm1 untersucht werden. Ein möglicher Exportadaptor könnte Ltv1 sein, ein Protein, das an prä-40S-Untereinheiten assoziiert ist und eine Kernexport-Sequenz trägt. Nachdem Ltv1 ein nicht-essentielles Protein ist, müssten aber noch andere Proteine existieren, die möglicherweise in redundanter Art und Weise neben Ltv1 als Exportadaptoren fungieren. Mutationen in diesen Faktoren sollten in Kombination mit ltv1-Deletionen einen synthetisch-letalen Phänotyp ergeben. Um solche Faktoren zu identifizieren, werde ich einen "Synthetische-Letalitätsscreen" durchführen. Um möglicherweise noch unbekannte Faktoren zu identifizieren, die am 40S-Export beteiligt sind, werde ich prä- 40S-Partikel aus Mutanten isolieren, in denen der Kernexport gehemmt ist. Auf diese Weise sollte es möglich sein, jene Faktoren zu isolieren, die eine direkte Funktion im Kernexport haben. Die in diesen unterschiedlichen Herangehensweisen identifizierten Exportfaktoren werden anschließend durch weiterführende Experimente funktionell charakterisiert werden.