Systembiologische Ansätze zur Erfoschung des mitochondrialen Stoffwechsels

• Antragstellerin: Professorin Dr. Thekla Cordes
• Fachliche Zuordnung: Biochemie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 314568895

Mitochondrien sind die Kraftwerke jeder eukaryotischen Zelle, essentiell für Atmung und Energiegewinnung aber auch für den Katabolismus und Biosynthese von Aminosäuren. Obwohl viele Erkrankungen auf einen veränderten mitochondrialen Aminosäurenmetabolismus zurückzuführen sind, ist überraschend wenig über den Transportmechanismus dieser Aminosäuren in die Mitochondrien bekannt und viele mitochondriale Transporter sind noch nicht charakterisiert. Hierzu zählen insbesondere die mitochondrialen Transporter der SLC25 Familie. Da eine Veränderung der Transportaktivität im Zusammenhang mit der Entstehung von Stoffwechselerkrankungen steht, werde ich durch die Identifizierung und Charakterisierung von SLC25 Transportern einen entscheidenden Beitrag zur Erklärung der Ätiologie mehrerer Krankheiten leisten können. Ein entscheidender mitochondrialer Stoffwechselweg ist der erste Reaktionsschritt der Biosynthese von Hämen, die Umsetzung von Glycin zu Aminolävulinsäure. Mutationen in dem mitochondrialen Transporter SLC25A38 beeinträchtigen die Hämebildung und führen zu Sideroblastenanämie. Daher könnte es sich hierbei um einen potentiellen Glycintransporter handeln. Jedoch ist die Funktion des SLC25A38 Transporters bislang nicht eindeutig bestimmt.Ziel des Forschungsvorhabens ist es, uncharakterisierte mitochondriale Transporter, die im Zusammenhang mit der Ausbildung von mitochondrialen Stoffwechselstörungen stehen, zu annotieren. Um den mitochondrialen Stoffwechsel in Abhängigkeit von der Aktivität der mitochondrialen Transportproteine zu untersuchen, werde ich Zelllinien entwickeln und massenspektrometrische Methoden basierend auf stabilen Isotopen anwenden. Um den Transport von Glycin in die Mitochodrien genauer zu charakterisieren, werde ich mich auf Transporter konzentrieren, die im Zusammenhang mit der Biosynthese von Hämen stehen, wie beispielsweise SLC25A38. Die hierfür etablierten Methoden werde ich anschließend einsetzen, um weitere mitochondriale Transporter zu charakterisieren und deren Transportfunktionen zu identifizieren. Ein besseres Verständnis des Aminosäurentransports in die Mitochondrien kann zur Identifizierung von mitochondrialen Stoffwechselfehlfunktionen und Krankheitsätiologien führen und Behandlungsperspektiven eröffnen. Mit diesem Forschungsprojekt werde ich exzellente Fähigkeiten erwerben, um mitochondriale Transportmechanismen im Detail zu charakterisieren und sie zu annotieren. Dieses Forschungsstipendium der DFG wird mich auf meine Karriere als unabhängige Forscherin in meiner eigenen akademischen Forschungsgruppe vorbereiten, die ich in Deutschland zu etablieren beabsichtige.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Christian Metallo, Ph.D.