Dysferlin-enthaltende Proteine und Peroxisomvermehrung

Das Ziel des vorliegenden Forschungsprojekts ist ein besseres Verständnis biologischer Systeme betreffend Funktion, Vermehrung und Vererbung von Organellen. Die Kompartmentierung biochemischer Reaktionen ist eine herausragende Eigenschaft eukaryotischer Zellen. Der Bildung und Erhaltung dieser Strukturen bedarf eines ständigen konzertierten Umbaus des gesamten Inhalts der Zellen in Abhängigkeit von den physiologischen Bedingungen. Diese intrazellulären Veränderungen bewirken, daß sich Größe und Zahl der Organellen verändern, daß die Organellen unterschiedliche Aufgaben im Metabolismus wahrnehmen und letztlich einen Beitrag zur Antwort der Zellen auf die Umgebung leisten. Mit anderen Worten, Organellen stellen die notwendigen Strukturen dar und beteiligen sich an der Etablierung von Toleranz gegenüber verschiedenen Bedingungen, auch solchen, die für die Zelle gefährlich sind. Daher ist es nicht verwunderlich, daß Mängel in der Funktion von Organellen zu meist letalen Krankheiten führen. In diesem Projekt wollen wir über die bloße Identifizierung von neuen Komponenten eines Systems hinausgehen und zu einem möglichst vollständigen Verständnis für die makromolekulare Architektur dieses Systems kommen. Peroxisomen sind lebenswichtige Organellen. Ihre wesentliche Aufgabe ist die Beteiligung am Lipidmetabolismus, und durch das H2O2-abbauende Enzym Katalase beteiligen sich die Peroxisomen auch an der Entfernung und dem Abbau von Giftstoffen. Die biochemischen Funktionen sind recht gut untersucht, aber über den Mechanismus ihrer Vermehrung und Vererbung ist wenig bekannt. Deshalb untersuchen wir peroxisomale Membranproteine, die neben anderen auch eine Dysferlin-domäne enthalten. Diese Domäne ist an Membran-teilungs und - fusionsprozessen beteiligt. In diesem Projekt wollen wir in menschlichen Zellen und in Hefezellen die Funktion von Peroxin 30 und seine zeitlichen und räumlichen Veränderungen untersuchen. Zu diesem Zweck werden wir die Wechselwirkungspartner identifizieren, die funktionellen Motive charakterisieren und Komponenten von Proteinkomplexen mittels Massenspektrometrie identifizieren. Um die Funktion von Peroxin 30 bei der Proliferation der Peroxisomen zu entschlüsseln werden wir die dynamischen Veränderungen von Peroxin 30 in der Zelle mittels biochemischer Methoden und live-imaging-Techniken verfolgen und bei verschiedenen Bedingungen vergleichen, z.B.: optimale Kulturbedinguingen und oxidativen Stress. Die Ergebnisse unserer Studie werden zu einem besseren Verständnis für die Bildung von Membranen und Organellen in eukaryotischen Zellen führen und ein neues Licht auf die Verletzlichkeit dieser Membranen durch oxidativen Stress führen.