Analyse der molekularen Funktion von PCMD-1 bei der Bildung der PCM-Matrix

• Antragstellerin: Dr. Tamara Mikeladze-Dvali
• Fachliche Zuordnung: Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung ; Entwicklungsbiologie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung seit 2013
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 251892086

Zentrosomen sind die wichtigsten Keimungszentren für Mikrotubuli in der tierischen Zelle und tragen daher eine wichtige Funktion beim Aufbau des mitotischen Spindelapparats. Zentrosomen bestehen aus einem Paar von Zentriolen, die von einer pericentriolaren Matrix (PCM) umgeben sind. In nicht-mitotischen Zellen bildet die PCM ein dünne Hülle um die Zentriolen (PCM Kern). In mitotischen Zellen expandiert die PCM zu einem Gerüst, das eine robuste Keimung der Mikrotubuli vorantreibt. Wir haben ein neues Protein, PeriCentriolar Matrix Deficient-1 (PCMD-1) in C. elegans identifiziert, dessen Funktion es ist, den nicht-mitotischen PCM Kern aufzubauen. PCMD-1 ist für die effiziente Lokalisierung des Matrixproteins Spindle Defective-5 (SPD-5), dessen Partner SPD-2 und der Polo-like-kinase 1 (PLK-1) verantwortlich. Außerdem ist in Embryonen, die kein funktionelles PCMD-1 haben, die Integrität der mitotischen PCM stark beeinträchtigt. Laut unserer Vorarbeiten, stellt PCMD-1 einen molekularer Linker zwischen den Zentriolen und der PCM da. PCMD-1 wäre damit das erste bekannte Protein mit einer solchen Funktion im Modellorganismus C. elegans. Es ist jedoch ist noch weitgehend unbekannt, wie PCMD-1 diese Linker-Funktion auf molekularer Ebene ausübt und wie PCMD-1 selbst reguliert wird. Die Zielstellung dieses Antrages ist es, diese Fragestellungen zu beantworten. Wir schlagen vor, anhand von Protein-Protein-Interaktions- und "Live-Cell-Imaging"-Essays, die molekularen Interaktionen von PCMD-1 mit anderen PCM-Proteinen und mitotischen Regulatoren, wie z.B. SPD-5 und PLK-1 im Detail zu untersuchen. Außerdem schlagen wir vor, die Dynamik der PCM Matrix in PCMD-1-defizienten Embryonen zu analysieren. Um die Regulierung von PCMD-1 zu erforschen, werden wir eine Struktur-Funktionsanalyse von PCMD-1 unternehmen.Zusammengefasst, werden unsere Ergebnisse die molekulare Funktion von PCMD-1 als Linker-Protein und die biologische Rolle des PCM-Kerns beim Aufbau des Spindelapparats aufdecken.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen