Phosphatidylethanolamin der Hefe-Mitochondrien

Mitochondrien sind wichtige Organellen, da sie Enzyme der Zellatmung, der Energieproduktion und anderer Stoffwechselwege beherbergen. Während in den letzten zwanzig Jahren der Import von Proteinen in Mitochondrien sehr intensiv studiert wurde, ist über die Rolle der Lipide bei der Biogenese und der Erhaltung der Funktion von Mitochondrien wenig bekannt. Dieser Umstand ist umso erstaunlicher, als durch jüngste Forschungsarbeiten die Wichtigkeit der Lipide bei verschiedenen zellulären Funktionen einschließlich der Bildung von Mitochondrien klar wurde. Unsere Arbeitsgruppe verwendet die Hefe Sacharomyces cerevisiae, die ein wertvolles und zuverlässiges System für zellbiologische Forschung darstellt, um diese Fragen zu studieren. Im vorliegenden Projekt sollen neue Komponenten identifiziert werden, die zur Lipid-Homöostase und zum Einbau von Lipiden in Mitochondrien beitragen, wobei der Rolle des Phosphatidyl-ethanolamin besondere Beachtung zukommen wird. Die Studien zur Funktion von Phosphatidylethanolamin in Mitochondrien wurden im Vorläuferprojekt 14468 begonnen. Genetische Screening-Verfahren mit überlappenden Strategien wurden angewandt um Mutationen zu detektieren, die den Einbau von Phosphatidylethanolamin in mitochondriale Membranen beeinflussen. Im Zuge dieser Untersuchungen konnten wir zum ersten Mal zeigen, dass Phosphatidylethanolamin für mitochondriale Funktionen essentiell ist. Im vorliegenden Projekt sollen diese Studien vervollständigt und fortgeführt werden. Darüber hinaus werden zusätzliche neue Screening-Methoden vorgeschlagen, die auf DNA-Microarray- Technologie und Studien des Hefe-Proteoms beruhen. Basierend auf früheren, laufenden und neu durchzuführenden Screenings wird eine systematische Charakterisierung der Komponenten durchzuführen sein, die an der Lipidhomöostase in Mitochondrien beteiligt sind. Für diese Charakterisierung werden molekularbiologische, zellbiologische und biochemische Methoden herangezogen. Die betroffenen Gene sind zunächst zu identifizieren, und die entsprechenden Hefemutanten einer phänotypischen und biochemischen Analyse zu unterziehen. Hefestämme mit ungewöhnlichem mitochondrialem Lipidmuster werden im Detail zu studieren sein, u.z. in Bezug auf mitochondriale Funktionen und Morphologie, sowie auf die Synthese und den intrazellulären Transport von Lipiden. Individuelle Studien an Mutanten bzw. Genprodukten werden zur Klärung der biochemischen und zellbiologischen Funktion der Proteine führen, und auf diese Weise zum besseren Verständnis des Netzwerkes beitragen, das diverse zelluläre Prozesse mit dem Einbau von Lipiden im Mitochondrien verbindet. Auf diese Weise wird das vorliegende Projekt einen allgemeinen Beitrag zu Klärung der Rolle der Lipide in Mitochondrien darstellen.

Mitochondrien sind wichtige Organellen, da sie Enzyme der Zellatmung, der Energieproduktion und anderer Stoffwechselwege beherbergen. Während in den letzten zwanzig Jahren der Import von Proteinen in Mitochondrien sehr intensiv studiert wurde, ist über die Rolle der Lipide bei der Biogenese und der Erhaltung der Funktion von Mitochondrien wenig bekannt. Dieser Umstand ist umso erstaunlicher, als durch jüngste Forschungsarbeiten die Wichtigkeit der Lipide bei verschiedenen zellulären Funktionen einschließlich der Bildung von Mitochondrien klar wurde. Unsere Arbeitsgruppe verwendet die Hefe Sacharomyces cerevisiae, die ein wertvolles und zuverlässiges System für zellbiologische Forschung darstellt, um diese Fragen zu studieren. Im vorliegenden Projekt sollen neue Komponenten identifiziert werden, die zur Lipid-Homöostase und zum Einbau von Lipiden in Mitochondrien beitragen, wobei der Rolle des Phosphatidyl-ethanolamin besondere Beachtung zukommen wird. Die Studien zur Funktion von Phosphatidylethanolamin in Mitochondrien wurden im Vorläuferprojekt 14468 begonnen. Genetische Screening-Verfahren mit überlappenden Strategien wurden angewandt um Mutationen zu detektieren, die den Einbau von Phosphatidylethanolamin in mitochondriale Membranen beeinflussen. Im Zuge dieser Untersuchungen konnten wir zum ersten Mal zeigen, dass Phosphatidylethanolamin für mitochondriale Funktionen essentiell ist. Im vorliegenden Projekt sollen diese Studien vervollständigt und fortgeführt werden. Darüber hinaus werden zusätzliche neue Screening-Methoden vorgeschlagen, die auf DNA-Microarray-Technologie und Studien des Hefe- Proteoms beruhen. Basierend auf früheren, laufenden und neu durchzuführenden Screenings wird eine systematische Charakterisierung der Komponenten durchzuführen sein, die an der Lipidhomöostase in Mitochondrien beteiligt sind. Für diese Charakterisierung werden molekularbiologische, zellbiologische und biochemische Methoden herangezogen. Die betroffenen Gene sind zunächst zu identifizieren, und die entsprechenden Hefemutanten einer phänotypischen und biochemischen Analyse zu unterziehen. Hefestämme mit ungewöhnlichem mitochondrialem Lipidmuster werden im Detail zu studieren sein, u.z. in Bezug auf mitochondriale Funktionen und Morphologie, sowie auf die Synthese und den intrazellulären Transport von Lipiden. Individuelle Studien an Mutanten bzw. Genprodukten werden zur Klärung der biochemischen und zellbiologischen Funktion der Proteine führen, und auf diese Weise zum besseren Verständnis des Netzwerkes beitragen, das diverse zelluläre Prozesse mit dem Einbau von Lipiden im Mitochondrien verbindet. Auf diese Weise wird das vorliegende Projekt einen allgemeinen Beitrag zu Klärung der Rolle der Lipide in Mitochondrien darstellen.