Bi-direktionelle Regulation von Mikrotubuli und Kontakten

Für die Reorganisation des Aktin Zellskelettes ist der Umsatz von Substrat Adhäsionsstellen notwendig welche zudem eine essentielle Vorbedingung für die Zellbewegung darstellt. Die Organisation des Aktin Zellskelettes steht zudem unter der Kontrolle des Mikrotubuli Zellskelettes, da polarisierte Fortbewegung von einem intakten und dynamischen Netzwerk von Mikrotubuli abhängig ist. Unsere neuesten Studien haben darauf hingewiesen, dass Mikrotubuli den Umsatz des Aktin Zytoskelettes durch die Modulation der räumlich begrenzten Dynamik der Formierung von Kontaktstellen reguliert. Unter Anwendung von videomikroskopischen Techniken an lebenden Zellen haben wir weiters entdeckt, dass die wachsenden Enden von Mikrotubuli mit hoher Spezifität auf Fokale Adhesionsstellen zielen. Darüber hinaus konnten wir zeigen, dass dieser Vorgang (kurz "Targeting" genannt) die Umsatzrate der Adhäsionsstellen erhöht. Gleichzeitig beeinflußt die Interaktion der Mikrotubuli mit Adhesionsstellen auch die Dynamik der Mikrotubuli, was auf eine bi-direktionelle Kontrolle des Umsatzes von Adhesionsstellen und Mikrotubuli schließen lässt. Wir beabsichtigen nun den Vorgang des Targetings auf molekularer Ebene genauer zu charakterisieren um jene Komponenten zu identifizieren welche in der bi-direktionellen Kontrolle eine entscheidende Rolle spielen. Im ersten Teil beabsichtigen wir den Einfluß von Mikrotubuli-assoziierten Proteinen (einschliesslich der Nukleotid Austauschfaktoren sowie der Effektor Komponenten von Rho) auf die Dynamik der Adhesionsstellen zu untersuchen. Im zweiten Teil des Projektes wollen wir jene potentiellen Kandidaten untersuchen, die für die Stabilisierung von Kontaktstellen zuständig sind. Zu diesen zählen unter anderem Paxillin, sowie jene Komplexe die sich an den Enden von Mikrotubuli finden. Aus diesem Grund werden wir 1) ein System für die präzise, lokal begrenzte Applikation von Drogen etablieren. Damit wird es uns möglich sein, die Dynamik von Mikrotubuli in lebenden Zellen zu verändern, 2) ein zellfreies System entwickeln welches uns die Simulation intrastruktureller Wechselwirkungen erlaubt, 3) modifizierte Formen der regulatorischen Moleküle die für dieses System von Interesse sind verwenden, und 4) diese Ansätz mit hochauflösender Videomikroskopie verbinden. Dieses Projekt sollte neue Einsichten in die grundlegenden Mechanismen der Regulation gerichteter Zellbewegung bringen.