Cytokinese bei Arabidopsis: Cytokinetische Vesikel, Frachtproteine und Fusionsmaschinerie

• Antragsteller: Professor Dr. Gerd Jürgens
• Fachliche Zuordnung: Zell- und Entwicklungsbiologie der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 434110658

Bei der Cytokinese von Pflanzen entsteht die Teilungsmembran durch gerichteten Transport von sekretorischen Vesikeln zur Zellteilungsebene und deren Fusion miteinander, wodurch die Zellplatte entsteht. Was für Proteine transportiert werden und welche Rolle sie bei der Cytokinese spielen, ist nicht bekannt. Auf den cytokinetischen Vesikeln sind so genannte cis- Komplexe aus SNARE-Proteinen verankert, die enzymatisch aufgebrochen werden; anschließend kommt es vermittelt durch so genannte SM-Proteine zur Bildung von trans- Komplexen aus komplementären SNARE-Proteinen, die die Fusion zwischen den Vesikeln vermitteln. Regulatorische Mechanismen der Umorganisation von cis- zu trans-SNARE-Komplexen in der Cytokinese sind nicht bekannt.(1) Ein wesentliches Ziel des Vorhabens ist es, Frachtproteine zu identifizieren, die auf KNOLLE-haltigen Membranvesikeln zur Zellteilungsebene transportiert werden und zur Bildung oder Reifung der Teilungsmembran und/oder zur Synthese oder Assemblierung der entstehenden Zellwand beitragen. Je nach Zahl der zu identifizierenden Proteine werden wir unsere Funktionsanalyse vor allem auf Proteine fokussieren, die anscheinend spezifisch an der Cytokinese beteiligt sind.(2) Ein weiteres Ziel ist es, die AAA+ ATPase und ihren alpha-SNAP Adaptor zu identifizieren, die am Zerlegen von cis-SNARE-Komplexen vor der Zellplattenbildung beteiligt sind, und ihre Wirkung bei der Cytokinese zu charakterisieren. Wir werden ebenfalls untersuchen, ob das Abfangen des monomeren Qa-SNARE KNOLLE durch das SM-Protein KEULE über eine direkte physische Interaktion mit der Disassemblierungs-maschinerie erfolgt.(3) Ein drittes Ziel ist es, die Interaktion zwischen Qa-SNAREs und SM-Proteinen bei der Cytokinese zu analysieren. Hierbei sollen Spezifitätsdeterminanten idemtifiziert werden, die SM-Protein KEULE von seinem Paralog SEC1B hinsichtlich der Interaktion mit KNOLLE unterscheiden, und es sollen relevante Sequenzmotive von KNOLLE definiert werden, die für die Interaktion mit SM-Proteinen benötigt werden. Außerdem werden wir ermitteln, ob KEULE und SEC1B mit SYP132 wie mit KNOLLE oder anders interagieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen