Die Funktion von TOL Proteinen in Pflanzen

Zusammenfassung: Intrazellulärer Transport von Proteinen ist von zentraler Bedeutung für viele Prozesse in höheren Pflanzenzellen. Obwohl diese Transportwege auf molekularer Ebene relativ gut in Hefe -und Tierzellen verstanden werden, sind sie in Pflanzen erst seit einigen, wenigen Jahren Ziel einer detaillierteren Analyse. Das erscheint umso erstaunlicher, als Variationen im intrazellulärem Proteintransport eng mit der Anpassungsfähigkeit von Pflanzen an veränderte Umweltbedingungen gekoppelt sind. Dieses Forschungsprojekt zielt darauf ab, neun pflanzliche "VHS-GAT-Domain" Proteine und deren Funktion im endosomalen Transport in der Modellpflanze Arabidopsis thaliana zu analysieren. Bemerkenswerterweise repräsentieren die TOL-Proteine die einzige Familie an VHS-GAT-Domain Proteinen die in höheren Pflanzen zu finden ist. In Tieren und Pilzen hingegen finden sich mehrere unterschiedliche Proteinfamilien, was vermuten lässt, dass TOL Proteine in Pflanzen einige der Funktionen dieser Proteinklassen übernommen haben. Vor kurzem ist es uns gelungen zu zeigen, dass TOL Proteine die Funktion des ESCRT-0 Komplexes übernehmen können, welcher beim Abbau von Proteinen an der Plasmamembran eine zentrale Rolle spielt. Über weitere Funktionen der TOL Familie ist hingegen noch nichts bekannt. Durch eine Kombination an genetischen, zellbiologischen und biochemischen Ansätzen, wollen wir diese offenen Fragen nun klären. Im Besonderen werden Faktoren identifiziert welche mit den TOL Proteinen regulierend interagieren können. Außerdem soll durch gezielte Mutagenese die Funktion von konservierten TOL Proteinabschnitten analysiert werden, und molekulare Mechanismen, welche die intrazelluläre Lokalisierung von TOL beeinflussen, identifiziert werden. Die Erkenntnisse die in diesem Projekt gewonnen werden, liefern uns neue Einblicke in molekulare Funktion und Mechanismen des vesikulären Transportes in Pflanzenzellen. Darüber hinaus sollten sie den Grundstein für weitere Untersuchungen zur Kontrolle des Proteintransports in höheren Pflanzen und dessen Relevanz für Anpassungsmechanismen an veränderte Umweltbedingungen darstellen.