Untersuchung der Biogenese und molekularen Architektur nativer Thylakoidmembranen mittels in situ Kryoelektronentomographie

• Antragsteller: Professor Dr. Benjamin Engel, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenphysiologie ; Strukturbiologie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 239484859

Die lichtabhängigen Reaktionen der Photosynthese finden an den Thylakoidmembranen statt, welche mitunter eine komplexe Architektur aufweisen können. Die Mechanismen, die zur Ausbildung und Erhaltung der Thylakoidstruktur beitragen sind noch nicht vollständig verstanden. In diesem Projekt werden wir die molekularen Strukturen von eukaryotischen und prokaryotischen photosynthetischen Organismen (Chlamydomonas reinhardtii und Synechcocystis sp. PCC 6803) mittels in situ Kryoelektronentomographie untersuchen. Durch einen fokussierten Ionenstrahl werden Zellen, gefroren in amorphem Eis, in dünne Lamellen geschnitten, um anschließend die Kryoelektronentomogramme aufzunehmen. Diese Technik ermöglicht erstmals die natürliche zelluläre Ultrastruktur inklusive molekularer Details zu untersuchen: 1) die molekulare Zusammensetzung der photosynthetischen Komplexe in Relation zu der Thylakoidarchitektur und den Regionen der Thylakoidbiogenese, 2) die Struktur der thylakoidgebunden Ribosomen und ihre Verteilung relativ zu den biogenen Regionen, 3) die Struktur von oligomerem VIPP1 und seine unterstützende Rolle bei der Thylakoidbiogenese. Diese Untersuchungen werden in enger Zusammenarbeit mit anderen Mitgliedern der Forschergruppe FOR2092 durchgeführt.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 2092: Biogenese der Thylakoidmembran: Räumlich/zeitliche Organisation der Assemblierung photosynthetischer Proteinkomplexe