Kontrolle über Aminosäure Transporter Endocytose und Abbau

Wie kontrollieren die Zellen in unserem Körper die Aufnahme von Nährstoffen wie Glukose, Aminosäuren und Fetten? Vereinfacht gefragt: Wie hören Zellen auf zu essen, wenn sie nicht mehr wachsen sollen? Diese zentrale Frage in der Zellbiologie ist nur zum Teil verstanden. Antworten auf diese Frage werden uns helfen besser zu verstehen wie Stoffwechselprozesse, Zellwachstum und Zellteilung in Geweben kontrolliert ablaufen können und haben somit wichtige Implikationen für die Biomedizin und für die menschliche Gesundheit. Das menschliche Genom kodiert für 66 unterschiedliche Aminosäuretransporter (ASTs). AST formen selektive Poren an der Plasma-Membrane, die nur bestimmte Aminosäuren transportieren können. Je mehr von einem bestimmten AST an der Plasma-Membran, desto mehr der entsprechenden Aminosäure wird transportiert. Zellen exprimieren unterschiedliche Kombinationen von AST. Daher bestimmt die Abundanz der unterschiedlichen ASTs an der Plasma-Membran sowohl die Quantität als auch Qualität des zellulären Aminosäuretransports und somit die intrazelluläre Aminosäure-Homöostase. Während es klar ist, dass Wachstumsfaktoren die Zellen instruieren, AST zu exprimieren um mehr Aminosäuren zu importieren, damit Zellen wachsen können und sich teilen, ist es unklar wie Zellen die ruhend werden und daher nicht mehr wachsen sollen, die Aufnahme von Aminosäure reduzieren. Überraschenderweise ist diese Frage ist völlig unbeantwortet und stellt eine gravierende Wissenslücke im Verständnis von zellulärer Nährstoffaufnahme dar. Am Ende dieses Forschungsprojekts werden wir - zumindest teilweise - erklären können, wie menschliche Zellen die Aufnahme von Aminosäure durch Aminosäuretransporter (AST) regulieren. Antworten auf diese Fragen werden molekulare Prozesse aufzeigen, die es Zellen ermöglichen ihre Nährstoffaufnahme gezielt zu erhöhen oder zu reduzieren, um das Stoffwechsel-Gleichgewicht zu erhalten.