Endomembrane System

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Membranprotein-Abbau, ESCRT, Ubiquitin, intrazellulärer Transport von Proteinen

Leiterin: Mag. Dr. Barbara Korbei

Ausrichtung

Intrazellulärer Transport von Proteinen ist von zentraler Bedeutung für viele Prozesse in höheren Zellen, auch in Pflanzen. Diese Transportwege sind auf molekularer Ebene in Hefe- und Tierzellen relativ gut verstanden. In Pflanzen sind diese erst seit einigen, wenigen Jahren Ziel einer detaillierteren Analyse. Das erscheint umso erstaunlicher, als Variationen im intrazellulärem Proteintransport eng mit der Anpassungsfähigkeit von Pflanzen an veränderte Umweltbedingungen gekoppelt sind.

Der ESCRT (Endosomal Sorting Complex Required for Transport) Komplex ist für das Erkennen und Sortieren von zum Abbau bestimmten Plasmamembran Proteinen verantwortlich. In vielen Fällen werden Membranproteine ubiquitiniert, eine post-translationelle Modifikation die der effizienten Erkennung durch einen Teil der ESCRT-Maschinerie – dem ESCRT-0 Komplex – dient. Erstaunlicherweise konnten in den bereits sequenzierten Genomen von Pflanzen keine Untereinheiten des ESCRT-0 Komplexes identifiziert werden. Vor kurzem ist es uns gelungen zu zeigen, dass Arabidopsis thaliana TOM1-LIKE (TOL) Proteine die Funktion des ESCRT-0 Komplexes beim Proteinabbau übernehmen können. Über weitere Funktionen der TOL Familie ist hingegen noch nichts bekannt.

Mit einer Kombination von zellbiologischen und genetischen Ansätzen soll die biologische Rolle von TOL Proteinen in der Kontrolle der Membranproteinlokalisierung und Degradation untersucht werden. Dieses Projekt sollte zu neuen Einblicken in die Mechanismen der Membranproteinkontrolle in höheren Pflanzen führen. Aufgrund der zentralen Bedeutung von Membranproteinen in der Kommunikation zwischen der Pflanze und Ihrer Umgebung sollte dieses Projekt somit auch essentiell zu unserem Verständnis der Anpassungsfähigkeit von Pflanzen beitragen.

Figure: Vakuoläre Degradation eines Membranproteins.  PIN2p::PIN2:VENUS (grün) in Wurzelspitzen (links)

Figure: Vakuoläre Degradation eines Membranproteins. PIN2p::PIN2:VENUS (grün) in Wurzelspitzen (links)

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