Unsere Gruppe arbeitet an der Signaltransduktion von und zum Sekretionsweg. Die zwei Hauptprojekte sind:
Die Rolle des Golgi Apparates in der gerichtetetn Zellmigration
Der Sekretionsweg besteht aus dem rauen endoplasmatischen Reticulum (ER), den sog. ER exit sites (ERES), das intermediäre Kompartiment (ERGIC), den Golgi Apparat und den vielen post-Golgi Kompartimenten entlang der exocytischen Route. Organellen des Sekretionsapparates unterstützen die Proteinsynthese und –faltung sowie deren post-translationale Modifikation. Diese Organellen erfüllen aber noch weitere Funktionen. So spielt der Golgi Apparat eine wichtige Rolle in der gerichtetetn Polarität. Wenn Zellen zu einem Stimulus hin wandern, richtet sich der Golgi in die Richtung der Zellmigration (der Golgi polarisieret). Jede Beeinträchtigung der Struktur des Golgis resultiert in einer Hemmung der gerichteten Zellmigration. In unserer bisherigen Arbeit konnten wir 38 verschiedene Kinasen und Phosphatasen identifizieren deren Depletion die Struktur des Golgis beeinträchtigt (sog. Golgi-class hits). Eine Depletion dieser Golgi-class hits führt auch zu einer Hemmung der gerichtetetn Zellmigration da der Golgi es nicht schafft zu polarisieren (Farhan et al, 2010).
Wundheilungs Assay. HeLa Zellen wurden mit den angedeuteten siRNAs transfiziert. Nach 72 h, wurde eine Wunde in den Zellrasen erzeugt. Ein Teil der Zellen wurden nach 5 h fixiert (obere Reihe) und Giantin (ein Golgi Marker) wurde gefärbt um die Golgi Orientierung (Polarisation) zur Wunde (weisse Line) zu beurteilen. Der andere Teil der Zellen wurde nach 24 h fixiert (untere Reihe) und mit ConA gefärbt (färbt die gesamte Zelle) und der Wundverschluss wurde beurteilt. Wie in der Abbildung gezeigt, führt eine Depletion von AKAP28 (Golgi-class hit) zu einer Fragmentierung des Golgis und einer Hemmung dessen Polarisation. Das wiederum bedingt eine Hemmung des Wundverschlusses am nächsten Tag.
Wechselbeziehung zwischen dem Sekretionsweg und der Signaltransduktion
Forschungsarbeiten der letzten Jahre führten dazu, dass intrazelluläre Membranen als wichtige Knotenpunkte für Signalmoleküle wahrgenommen werden (Farhan & Rabouille, 2011). Es bleibt jedoch unklar wie, z.B. die Anwesenheit eines strukturell intakten Golgi-Apparates die Signalweiterleitung innerhalb des MAPK Signalweges beeilflusst. Durch gezielte Störung der morpho-funktionellen Organisation des Sekretionsweges in Kombination mit Bioinformatik (anchored networks und Modeling von Signalwegen), hoffen wir einen tieferen Einblick zu bekommen, wie die örtliche Regulation des MAPK-Weges funktioniert.
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