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Projekt
Die Rolle des Ubiquitinsystems bei der Instandhaltung mitochondrialer Proteinimportkanäle
Antragstellerinnen / Antragsteller
Professor Dr. Axel Methner; Professorin Helle Ulrich, Ph.D.
Fachliche Zuordnung
Zellbiologie
Förderung
Förderung seit 2024
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 541727789
Dieses Projekt zielt auf ein Verständnis der Rolle der Ubiquitin-Signalgebung bei der Instandhaltung mitochondrialer Proteinimportkanäle. Mitochondrien sind zelluläre Kraftwerke, die für die Energieerzeugung und diverse Stoffwechselprozesse verantwortlich sind. Um effektiv zu funktionieren, sind Mitochondrien auf einen regulierten Proteinimport durch die Translokase des TOM-Komplexes der äußeren Mitochondrienmembran angewiesen. Im Falle einer Schädigung der TOM-Proteine verwenden die Mitochondrien spezielle Strukturen, sogenannte mitochondriale Vesikel (MDVs), um die beschädigten Komponenten zu entsorgen und so die Funktionsfähigkeit der Mitochondrien zu erhalten. Das Projekt hat drei Hauptziele: 1) Identifizierung relevanter Ubiquitylierungsreaktionen: Wir postulieren, dass eine Blockierung des TOM-Komplexes die Entstehung von MDVs durch Ubiquitin-regulierte Prozesse auslöst. Wir werden genetische Ansätze verwenden, um eine Blockierung des TOM-Komplexes zu induzieren und die daraus resultierenden Veränderungen in der Ubiquitylierung von Proteinen mit gezielten und ungerichteten Methoden zu untersuchen. 2) Aufklärung des Mechanismus der Ubiquitylierung: Um die funktionelle Bedeutung der Ubiquitylierung infolge der Blockierung des TOM-Komplexes zu verstehen, werden wir untersuchen, wie spezifische Substrate der Ubiquitylierung die MDV-Bildung beeinflussen. Dazu werden wir die Ubiquitiylierung relevanter Substrate eliminieren und neuartige Technologie einsetzen, um den Ubiquitylierungsstatus geeigneter Substrate gezielt zu manipulieren. 3) Untersuchung der Auswirkungen auf die mitochondriale Funktion: Hier werden wir ermitteln, wie sich die Veränderung wichtiger Ubiquitylierungsereignisse auf die zelluläre und mitochondriale Funktion und Morphologie als Reaktion auf Defekte beim Proteinimport auswirkt. Dies wird Einblick in die physiologischen Auswirkungen der Ubiquitin-Signalgebung bei der mitochondrialen Proteostase geben. Insgesamt zielt dieses Projekt also darauf ab, den sogenannten "Ubiquitin-Code" zu entschlüsseln, der die Qualitätskontrolle mitochondrialer Importkanäle steuert, und zu untersuchen, wie die Ubiquitin-Signalübertragung die mitochondriale Qualität, Funktion und Form beeinflusst. Ein besseres Verständnis dieser Mechanismen könnte weitreichende Auswirkungen auf den zellulären Stoffwechsel und die menschliche Gesundheit haben.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
