Molekulare Zellbiologie (Prof. Dr. M. Bähler)
Zelluläre Funktionen von Motormolekülen
Bewegung ist eine grundlegende Eigenschaft von Leben. So sind denn auch eine Vielzahl verschiedenster,
gerichteter und kontrollierter Bewegungen von Zellen und in Zellen zu beobachten. Ziel ist es, die molekularen
Mechanismen aufzuklären, die diesen zellulären Bewegungsvorgängen zu Grunde liegen.
Wir konzentrieren uns dabei auf Bewegungsvorgänge, an denen Motormoleküle beteiligt sind, die
gerichtete Bewegung entlang von Aktinfilamenten erzeugen. Wir haben mehrere potentielle
Motormoleküle identifiziert und kloniert, die als unkonventionelle Myosinmoleküle bezeichnet
werden. Wir konnten zeigen, dass unkonventionelle Myosinmoleküle am intrazellulären
Membranverkehr, an Zellformveränderungen, der Aufnahme von Bakterien, der Bildung von
Zell-Zellkontakten und der Regulation von Signalübertragungsprozessen beteiligt sind. Zur Zeit
untersuchen wir insbesondere die Funktionen von Klasse IX Myosinmolekülen. Diese
Myosinmoleküle greifen in Signalwege kleiner G-Proteine der Rho-Familie ein. Diese G-Proteine
funktionieren wie molekulare Schalter und wechseln zwischen einer inaktiven und einer aktiven Form. Die
Klasse IX Myosinmoleküle wirken als negative Regulatoren des kleinen G-Proteins Rho. Sie
überführen Rho von der aktiven in die inaktive Form und schalten Rho aus. Die Aktivität
von Rho kontrolliert die Anzahl und zelluläre Organisation der Aktinfilamente. Von der
zellulären Organisation der Aktinfilamente ist wiederum die Motorfunktion der Myosin IX
Moleküle abhängig. Es könnte sich hierbei also um einen
Rückkopplungsmechanismus zur genauen Steuerung der Aktinzytoskelett-organisation in Zellen
handeln. Dieser postulierte Rückkopplungsmechanismus ist wahrscheinlich über eine Regulation
der Aktivität(en) von Myosin 9b mit anderen Signalwegen verknüpft. Die Regulation von
Myosin 9b könnte über eine Proteinkinase/ Proteinphosphatase erfolgen, da
Myosin 9b in vivo ein Phosphoprotein ist.
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