Kinasen im frühen sekretorischen Weg

Der wissenschaftliche Fortschritt der letzten drei Jahrzehnte hat unser Verständnis vom sekretorischen Weg stark verbessert. Dennoch verstehen wir immer noch nicht ganz wie die sekretorische Organellen organisiert sind und reguliert werden. Die Herausvorderung in dieser neuen Ära der "systems biology" ist es Schlüsselmoleküle zu identifizieren welche die verschiedenen Schritte der Proteinsekretion regulieren. Diese müssen dann in unser Verständniss über die Regulation, Funktion und Dynamik des sekretorischen Weges integriert werden. Dadurch inspiriert, konzentrieren wir uns in diesem Antrag auf die Rolle von Proteinkinasen in der Regulation des frühen skretorischen Weges. Im speziellen interessiert uns der ERGIC (ER-to-Golgi intermediate compartment). Die Hauptziele des Projektes sind: (i) Identifikation von Kinasen die den Transport vom und zum ERGIC regulieren. (ii) Ihre Zielstrukturen zu identifizieren und deren Rolle im frühen sekretorischen Weg. (iii) Es wird auch untersucht ob Änderungen in der Menge der Proteine die den sekretorischen Weg passieren einen Einfluss auf die Kinasen haben. Um das herauszufinden werden wir einen genom-weiten RNAi-vermittelten knock-down aller humanen Kinasen vornehemn. Hierfür verwenden wir eine etablierte siRNA-Bibliothek, welche schon von der Arbeitsgruppe von Dr. Zerial (MPI, Dresden) erfolgreich verwendet wurde. Der Screen kombiniert automatisierte Zellhandhabung und automatisierte Bildanalyse. Die Resultate des Screes werden validiert und überprüft. Danach wird die Rolle der Kinasen in der Regulation des ER-zu-Golgi Transportes untersucht. Hierfür werden wir VSVG-tsO45 und eine Mutante des ERGIC-53 (in dem das terminale di-lysine Motiv fehlt) als Modelfracht verwenden. Wir werden auch versuchen die Zielproteine der von uns identifizierten Kinasen herauszufinden. Zum Schluss werden wir den Effekt untersuchen welche Änderungen in der Proteinsekretionsrate auf die Aktivität der Kinasen hat. Wir hoffen dass die Resultate dieses Projektes unser Verständnis von der Homeostase des frühen sekretorischen Weges und ihre Regulation durch Proteinkinasen verbessert wird. Eine ganze Menge hereditärer Krankheiten sind mit Defekten des frühen sekretorischen Weges assoziiert (z.B. zystische Fibrose, Diabetes insipidus, kombinierter Faktor 5 and Faktor 8 Mangel, Morbus Alzheimer, Cranio-lenticuläre Dysplasie, alpha1-Antitrypsin Mangel, etc). Diese Tatsache lässt erwarten dass die Einsichten die durch dieses Projekt gewonnen werden die Basis neuer therapeutischer Interventionen bilden.