Zelluläre Logistik und funktionelle Genomik der mitochondrialen Vererbung in Hefe

• Antragsteller: Professor Dr. Benedikt Westermann
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 215241531

Mitochondrien sind essentielle Organellen eukaryontischer Zellen. Ihre Vererbung bei der Zellteilung erfordert eine komplexe Maschinerie, die sicherstellt, dass beide Tochterzellen zuverlässig Mitochondrien erhalten. Die Hefe Saccharomyces cerevisiae ist ein hervorragender Modellorganismus, um die Vererbung der Mitochondrien bei asymmetrischer Zellteilung zu untersuchen. Die Mitochondrien werden durch Myosin-Motorproteine in die wachsende Knospe transportiert. Gleichzeitig müssen Retentionsmechanismen in der Mutterzelle sicherstellen, dass ein Anteil des mitochondrialen Netzwerks zurückbehalten wird. Während des Alterungsprozesses werden vorwiegend intakte Mitochondrien in die Knospe transportiert, während gealterte und geschädigte Mitochondrien sich in der Mutterzelle ansammeln, bis diese zugrunde geht. Ziel des Projekts ist die Identifizierung der Proteine, die den Transport und die Verteilung der Mitochondrien in Hefezellen bestimmen, und die Untersuchung der zellulären Prozesse, die der asymmetrischen Verteilung von geschädigten Mitochondrien zugrunde liegen. Die Ergebnisse unserer bisherigen Arbeiten zeigen, dass Myosin-Motorproteine und mitochondriale Plasmamembran-Anker eine entscheidende Rolle bei der Verteilung der Mitochondrien spielen, und dass möglicherweise Septine am Knospenhals die asymmetrische Verteilung geschädigter Mitochondrien bestimmen. Mit diesem Fortsetzungsantrag sollen weitere beteiligte Faktoren identifiziert werden, wie z.B. mitochondriale Rezeptorproteine für Myosin-Motoren. Weiterhin sollen die zellulären Prozesse untersucht werden, die die asymmetrische Verteilung junger und gealterter Mitochondrien kontrollieren, wie z.B. Septine am Knospenhals. Es ist zu erwarten, dass die Erkenntnisse aus diesem Projekt auch dazu beitragen, die asymmetrische Vererbung von Mitochondrien in Zellen höherer Eukaryonten zu verstehen, wie z.B. bei der Teilung und Differenzierung von Stammzellen in Säugerzellen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen