Projektbeschreibung Fassler

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Projektbeschreibung Matthias Fassler

Zusammenfassung der Promotion “Zum Verständnis der Rolle von Rer1 beim Zusammenbau der g-Sekretase“

Die g-Sekretase ist ein Proteinkomplex mit großem Molekulargewicht bestehend aus den 4 Untereinheiten Presenilin (PS), Nicastrin, Aph1 und Pen2. Der fertige g-Sekretasekomplex zeigt die Aktivität einer Protease und spaltet verschiedene Substrate wie das Amyloid-Vorläuferprotein (APP) innerhalb ihrer Transmembrandomänen. Dadurch vermittelt die g-Sekretase den letzten Schritt in der Produktion des Amyloid-b-Peptides (Ab). Ab ist die Hauptkomponente der Amyloidplaques in den Gehirnen von Alzheimer Patienten.


Der g-Sekretasekomplex assembliert sich im endoplasmatischen Retikulum (ER) und wird anschließend zu den Orten der g-Sekretaseaktivität transportiert. Eine Qualitätskontrolle stellt sicher, dass nur vollständig und korrekt assemblierte g-Sekretase das ER verlässt. Nach unserer Hypothese liegen diesem Mechanismus ER-Retentionssignale zu Grunde, welche die nicht-assemblierten Untereinheiten im ER zurückhalten. Durch den Zusammenbau des Komplexes werden diese Signale maskiert und der Komplex interagiert nicht länger mit Proteinen, welche die ER-Retention vermitteln.
Wir haben bereits in den Untereinheiten PS1 und Pen2 ER-Retentionssignale identifiziert, welche innerhalb der Transmembranbereiche der Proteine liegen. Des Weiteren haben wir das Protein Rer1 identifiziert, dass die ER-Retention der Untereinheit Pen2 über eine Transmembrandomäneninteraktion vermittelt. Deshalb vermuten wir, dass Rer1 durch seine Interaktion mit Pen2 einen Einfluss auf den Zusammenbau der g-Sekretase hat.


Im vorgeschlagenen Projekt wollen wir den molekularen Mechanismus des Zusammenbaus des g-Sekretase näher untersuchen. Insbesondere wollen wir die Rolle von Rer1 bei diesem Prozess aufklären. Es wird ein siRNA Screen durchgeführt, um Interaktionspartner der transmembranbasierten Retention zu identifizieren. Zu diesem Zweck werden wir Reporterproteine verwenden, welche Rer1-abhängig im ER zurückgehalten werden. Die Lokalisation dieser Reporterproteine dient als Sensor für die Integrität der Rer1-basierten Qualitätskontrolle. Zellen, die diese Reporterproteine stabil exprimieren, werden mit einer siRNA-Bank transfiziert. Anschließend wird die Lokalisation der Reporterproteine über High Content Mikroskopie analysiert. Zusätzlich werden wir nach direkten Interaktionspartnern von Rer1 suchen. Dazu werden wir einen auf einer humanen Gehirn-cDNA-Bank basierenden Hefe-Zwei-Hybrid-Screen durchführen. Es ist wahrscheinlich, dass wir in den beschriebenen Screens Proteine identifizieren, welche den Qualitätskontrollmechanismus für die g-Sekretase beeinflussen. Diese Proteine werden dann näher untersucht, um ihre exakte Funktion beim Zusammenbau der g-Sekretase aufzuklären.

 

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