Teilprojekt A04: Molekularer Mechanismus von Kinesin-12 Motorproteinen bei der Positionierung der Zellteilungsebene

Leitung

Dr. Sabine Müller

Universität Tübingen

ZMBP, Entwicklungsgenetik

Auf der Morgenstelle 3, 72076 Tübingen

Tel 07071 - 297 8888

Fax 07071 - 297 5797

sabine.muellerspam prevention@zmbp.uni.tuebingen.de

Prof. Dr. Erik Schäffer

Universität Tübingen

ZMBP, Cellular Nanoscience

Auf der Morgenstelle 28, 72076 Tübingen

Tel 07071 - 29 72076

Fax 07071 - 29 5042

erik.schaefferspam prevention@zmbp.uni-tuebingen.de

Zusammenfassung

Die Positionierung der Zellteilungsebene ist ein essentieller entwicklungsbiologischer Prozess, der die Morphologie der Pflanze prägt. Während der Mitose nehmen das Mikrotubuli-Zytoskelett und seine assoziierten Proteine, wie zum Beispiel Kinesin Motoren, Schlüsselfunktionen in der Etablierung der Zellteilungsebene ein. Obwohl viele dieser relevanten Proteine identifiziert worden sind, ist der molekulare Mechanismus, wie die Zellteilungsebene markiert wird, unklar. Vorarbeiten haben gezeigt, dass pflanzenspezifische Kinesine-12 zur Lokalisation spezifischer Proteine, die die Teilungsebene am Zellkortex identifizieren, notwendig sind. Im vorliegenden Projekt wollen wir erforschen, wie diese Kinesine-12 zur Bildung und Erhaltung der Zellteilungsebene beitragen. Dazu soll die Protein-Dynamik, das Lokalisationsmuster und die Wechselwirkung mit den bekannten Bindungspartnern in vivo durch hochauflösender Fluoreszenzmikroskopie untersucht werden. Für diese Untersuchungen soll ein neuartiges Lichtblattmikroskop aufgebaut werden, mit dem einzelne Moleküle in lebenden Pflanzenzellen detektiert werden können. Zusätzlich sollen modernste in vitro Einzelmolekül Lokalisierungs- und Kraftexperimente mit interner Totalreflexionsfluoreszenzmikroskopie (TIRF Mikroskopie) und optischen Pinzetten Aufschluss über die kinetischen und mechanischen Eigenschaften der Motoren liefern. Diese komplementären Untersuchungen können dazu beitragen, neben der fundamentalen Bedeutung für Pflanzen auch die noch unbekannte Funktionsweise von Kinesin-12 in anderen Organismen zu klären. Langfristig wollen wir—mit modernsten Mikroskopietechnologien—den molekularen, (bio)physikalischen Mechanismus, wie Kinesin-12 Motoren und deren Interaktionspartner zur Positionierung der Zellteilungsebene in Pflanzen beitragen, aufklären.