Funktionelle Analyse der TOM1 LIKE (TOL) Proteine in Arabidopsis thaliana

Funktionelle Analyse der TOM1 LIKE (TOL) Proteine in Arabidopsis thaliana Kurzfassung Der ESCRT (Endosomal Sorting Complex Required for Transport) ist für das Erkennen und Sortieren von Plasmamembran Proteinen, die zum Abbau bestimmt sind, verantwortlich. Diese Maschinerie wurde ursprünglich in Tieren und Pilzen beschrieben, scheint aber zum Grossteil auch in Pflanzen konserviert zu sein. In vielen Fällen werden Membranproteine ubiquitiniert, eine post-translationelle Modifikation die der effizienten Erkennung durch einen Teil der ESCRT-Maschinerie – dem ESCRT-0 Komplex – dient. Erstaunlicherweise konnten in den bereits sequenzierten Genomen von Pflanzen keine Untereinheiten des ESCRT-0 Komplexes identifiziert werden. Es stellt sich also die Frage, wie die Erkennung von ubiquitinierten Membranproteinen in Pflanzen bewerkstelligt wird. Eine mögliche Funktion in diesem Prozess wurde den Arabidopsis thaliana TOM1-LIKE (TOL) Proteinen zugeschrieben. TOL Proteine besitzen eine Reihe von funktionell relevanten Domänen die auch in ESCRT-0 Proteinen zu finden sind, und könnten somit die ESCRT-0 Funktion übernehmen. Diese Hypothese soll in diesem Projekt überprüft werden. Mit einer Kombination von zellbiologischen und genetischen Ansätzen soll die biologische Rolle von TOL Proteinen in der Kontrolle der Membranproteinlokalisierung und Degradation untersucht werden. Dies soll unter anderem durch Zuhilfenahme einer Reihe von potentiellen TOL/ESCRT Substraten untersucht werden. In einer ergänzenden biochemische Analysis soll die Funktion von TOL Proteinen oder TOL Domänen in der Interaktion mit anderen Komponenten der Endozytose Maschinerie untersucht werden. Außerdem sollen in einem systematischen screen, neue, bisher unbekannte TOL Interaktionspartner identifiziert werden. Dieses Projekt sollte zu neuen Einblicken in die Mechanismen der Membranproteinkontrolle in höheren Pflanzen führen. Aufgrund der zentralen Bedeutung von Membranproteinen in der Kommunikation zwischen der Pflanze und Ihrer Umgebung sollte dieses Projekt somit auch essentiell zu unserem Verständnis der Anpassungsfähigkeit von Pflanzen beitragen.