Bestimmung der Struktur und Funktion von MFSD1

Eine Vielzahl an Molekülen durchquert permanent die Zellmembran. Das Überwinden dieser Barriere ist essenziell für den Ablauf von biologischen Prozessen der Zelle und multizellulärer Lebewesen. Nähr- und Mineralstoffe sowie Vitamine müssen aufgenommen, während Stoffwechselabbauprodukteausgeschieden werden müssen, um ein reibungsloses Funktionieren der unterschiedlichsten biologischen Aufgaben der Zelle zu gewährleisten. Moleküle durchqueren nicht nur die Zellmembran, sondern ihr Transport muss auch innerhalb der Zelle zwischen den membranumschlossenen Organellen und Zytoplasma gewährleistet werden, um die biologische Funktion dieser Moleküle in den für diese vorhergesehenen Organellen ausführen zu können. Die meisten Moleküle können die Zellmembran nicht durchqueren und benötigen hierfür spezielle Zellmembrantransporter, Proteine, die in der Zellmembran eingebettet sind. Diese Proteine waren bis vor kurzem aufgrund ihrer bio-physikalischen Eigenschaften schwer für Experimente zugänglich. Dank des technischen Fortschritts wird die Funktion dieser für alle Lebewesen äußerst wichtiger Proteine schrittweise verständlicher. Aufbauend auf unseren bisherigen Forschungsergebnissen untersuchen wir die Funktion eines bis jetzt noch unbekannten Membrantransporters, MFSD1. Dieser Membrantransporter reguliert den Transport von unbekannten Molekülen aus bzw. in die Lysosomen, den Organellen verantwortlich für den Abbau und das Recyclieren von größeren Molekülen. Weder die Struktur, der Mechanismus des Transports, noch die Moleküle, welche vom Membrantransporter transportiert werden, sind bekannt. Diese drei Fragestellungen wollen wir mit dem geförderten Projekt nachgehen und damit ein weiteres Puzzlestück zum Verständnis des Membrantransportes beitragen. Weiters werden wir in diesem Projekt die physiologische Relevanz von MFSD1 untersuchen. Es ist bekannt, dass ein Fehlen dieses Membrantransporters große Veränderungen in Organismen (z.B. Fruchtfliege und Maus) bzw. in Tumorzellen hervorruft. Da jedoch die transportierten Moleküle noch unbekannt sind, ist der zugrunde liegende Mechanismus für diese Änderungen ungeklärt. Durch Identifizierung der transportierten Moleküle kann darauffolgend der biologische Mechanismus dieser Veränderungen erforscht und aufgeklärt werden. Zusammenfassend werden wir mit unterschiedlichen experimentellen Ansätzen die Fragestellungen (Struktur, Mechanismus des Transports, und Identität der transportierten Moleküle) beantworten und damit die Funktion eines bisher unbekannten Membrantransporters beschreiben. Aufbauend auf der gewonnenen Kenntnis werden wir zukünftig die biologische Bedeutung des Membrantransporters bzw. der transportierten Moleküle in noch unbekannten biologischen Prozessen erforschen.