Cargoselektiver apikaler Transport und epitheliale Polarität

Epithelzellen bilden die Grundlage vieler Organe des menschlichen Körpers. Um viele verschiedene spezialisierte Aufgaben innerhalb der Organe zu erfüllen sind Epithelzellen polarisiert. Das heißt, das Äußere der Zellen, die Plasmamembran, ist in Zusammensetzung und Funktion unterschiedlich am jeweils oberen oder unteren Ende der Zelle. Dies ist jedoch nur möglich, wenn auch der nach außen gerichtete Transport im Inneren der Zelle auf diese äußeren Unterschiede ausgelegt ist. Wenn dieses Zusammenspiel gestört ist, durch Gendefekte zum Beispiel, können Krankheiten entstehen. Die Erforschung dieser Krankheiten kann im Umkehrschluss die Funktion vieler zellulärer Mechanismen aufklären. Neue Technologien, wie die Genschere CRISPR/Cas9, erlauben die Veränderung oder das Ausschalten von Genen. Wir nutzen diese Möglichkeit, um systematisch jedes Gen im Genom von Darmepithelzellen auszuschalten. Gleichzeitig wird die Oberfläche dieser Zellen auf das Vorhandensein eines bestimmten Marker-Eiweißes untersucht, welches intakten Transport im Inneren der Zell bedarf. Zellen mit fehlendem Marker-Eiweiß werden gesammelt und systematisch auf die durch die Genschere ausgeschalteten Gene untersucht. Somit können wir in einem Ansatz alle bekannten Gene auf ihre Rolle in der korrekten Funktion von Epithelzellen untersuchen. Gene mit bisher unbekannter Funktion in Epithelzellen, werden in weiteren Experimenten näher beschrieben um somit das Verständnis über diesen Zelltyp zu erweitern. Idealerweise ermöglicht uns das auch angeborenen Epithelzell-Erkrankungen besser zu verstehen. Dieses Projekt wird von zwei Doktorand:innen in einem Zeitraum von vier Jahren durchgeführt.