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Projekt
Molekulare Charakterisierung der proteinabhängigen Morphogense der mitochondrialen Innenmembran
Antragsteller
Professor Dr. Michael Meinecke
Fachliche Zuordnung
Zellbiologie
Biochemie
Biophysik
Biochemie
Biophysik
Förderung
Förderung seit 2019
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 401510699
Eines der strukturgebenden Elemente der mitochondrialen Innenmembran sind die sogenannten Cristae Junctions (CJ). Diese kurzen, tubulären Membransegmente weisen eine starke Membrankrümmung auf und verbinden die „inner boundary“ Membran mit den Cristae Membranen. Der hetero-oligomere MICOS Komplex ist entscheidend an die Stabilisierung und vermutlich an die Bildung von Cristae Junctions beteiligt. MICOS besteht aus Proteinen mit der Fähigkeit Membranen zu deformieren und mit anderen Proteinen, in beiden Mitochondrienmembranen, zu interagieren. In der Vergangenheit konnten einigen Untereinheiten bestimmte Funktionen zugewiesen werden. Es fehlt allerdings weiterhin ein molekulares Verständnis dafür, wie die unterschiedlichen MICOS Proteine konzertiert miteinander funktionieren und wie sie mit anderen mitochondrialen Proteinen und Lipiden interagieren. In diesem Projekt werden wir komplementäre biochemische, biophysikalische und zellbiologische Methoden verwenden, um die Rolle des MICOS, als zentralen organisatorischen Komplex, für die Ausbildung der Innenmembranmorphologie und als Protein-Protein Interaktionsschnittstelle zu definieren. Als erstes Ziel werden wir das minimale MICOS Netzwerk rekonstituieren, das es erlaubt, beide Mitochondrienmembranen zu verbinden und Cristae Junctions auszubilden. Wir werden unterschiedliche Modellmembransysteme in Kombination mit gereinigten Proteinen verwenden, um proteinvermittelte Membran-Membran Interaktion zu rekonstituieren. Anschließend werden diese Systeme verwendet um zusätzlich zur Membranverbindung MICOS abhängige Membrandeformierung zu induzieren. Mit den Ergebnissen werden wir zwei der wichtigsten MICOS Funktionen, Membran-Membran Verbindungen und Membrandeformation, nachbilden und somit auf molekularer Eben verstehen. Im zweiten Teil des Antrages werden wir molekulare Details des intra-mitochondrialen Lipidtransfer zwischen Außen- und Innenmembran untersuche. Wir konnten eine Membranmorpholgie-Abhängigkeit der Lipidtransfer Proteine zeigen und werden diese nun in Kombination mit den unterschiedlichen Funktionen von MICOS und anderen Innenmembran-Proteinkomplexen untersuchen. Wir versprechen uns davon nicht nur ein tieferes Verständnis der Innenmembranstruktur sondern auch deren Auswirkung auf wichtige physiologische Prozesse.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
