Dynamik der ESCRT-Komplexe während der MVB Biogenese

Der selektive Abbau von zellulären Bestandteilen ist essentiell für das Wachstum und das Überleben von eukaryotischen Zellen. Der Abbau von integralen Membran-Proteinen, wie zum Beispiel Wachstum-Faktor Rezeptoren, wird durch eine komplexe molekulare Maschine, den endosomal sorting complexes required for transport, kurz ESCRT, bewerkstelligt. Diese Maschine kann Membran-Proteine identifizieren, die abgebaut werden müssen und schickt sie dann, entlang eines ausgeklügelten Membran-Transport-Systems, in das Lysosom. Dort werden diese Proteine schlussendlich zerstört. Damit Membran-Protein in das Lysosom gelangen, müssen spezielle Membran-Container, genannt multivesicular bodies (MVB) gebaut werden. Genau diesen Prozess katalysiert die ESCRT-Maschine und muss dabei zelluläre Membranen in einer einzigartigen Weise verformen. Interessanterweise, verformt die ESCRT-Maschine Membranen auch in anderen wichtigen zellbiologischen Prozessen, wie zum Beispiel AIDS und Zellteilung. Wie die ESCRT Maschine das macht, ist eines der großen Rätsel in der Biologie, das wir mit diesem Forschungs-Projekt lösen wollen. Dazu werden wir eine Reihe von modernsten genetischen, bildgebenden und biochemischen Verfahren miteinander kombinieren. Wir planen quantitative, dynamische und mechanistische Daten über die ESCRT- Maschine zu analysieren und mit morphologischen Daten über Membran-Verformungen zu verknüpfen. Dadurch könnten unsere Forschungsergebnisse den grundlegenden molekularen Mechanismus entschlüsseln, der zur ESCRT abhängigen Membrane-Verformung führt.

Der selektive Abbau von zellulären Bestandteilen ist essentiell für das Wachstum und das Überleben von eukaryotischen Zellen. Der Abbau von integralen Membran-Proteinen, wie zum Beispiel Wachstum-Faktor Rezeptoren, wird durch eine komplexe molekulare Maschine, den 'endosomal sorting complexes required for transport', kurz ESCRT, bewerkstelligt. Diese Maschine kann Membran-Proteine identifizieren, die abgebaut werden müssen und schickt sie dann, entlang eines ausgeklügelten Membran-Transport-Systems, in das Lysosom. Dort werden diese Proteine schlussendlich zerstört. Damit Membran-Protein in das Lysosom gelangen, müssen spezielle Membran-Container, genannt 'multivesicular bodies' (MVB) gebaut werden. Genau diesen Prozess katalysiert die ESCRT-Maschine und muss dabei zelluläre Membranen in einer einzigartigen Weise verformen. Interessanterweise, verformt die ESCRT-Maschine Membranen auch in anderen wichtigen zellbiologischen Prozessen, wie zum Beispiel AIDS und Zellteilung. Wie die ESCRT Maschine das macht, ist eines der großen Rätsel in der Biologie, dass wir mit diesem Forschungs-Projekt besser verständlich gemacht haben. Dazu haben wir eine Reihe von modernsten genetischen, bildgebenden und biochemischen Verfahren miteinander kombinieren. Wir haben quantitative, dynamische und mechanistische Daten über die ESCRT- Maschine gesammelt, analysiert und mit morphologischen Daten über Membran-Verformungen verknüpft. Dadurch konnten wir zum ersten mal zeigen, dass sich die einzelnen Komponenten der ESCRT Maschine zu einem kurzlebigen und dynamischen kontraktilen Apparat zusammenfügen, der unter Verbrauch von Energie zelluläre Membranen verformt.