Identificatie van nieuwe membraan-vervormende eiwitten door een liposoom-gebaseerde proteoom analyse.

Membraan dynamiek, i.e. het vermogen van de membraan om zijn structuur en/of vorm aan te passen, is betrokken in een groot aantal cellulaire activiteiten zoals celmigratie en -deling, vorming van organellen en vesikeltransport. Door hun gecompartimentaliseerde structuur moeten eukarytotische cellen hun proteïnen en lipidecargos transporteren tussen membraan-omgeven organellen via vesiculair transport. Vooral aan het plasmamembraan is vesikelvorming en -levering aan intracellulaire compartimenten via endocytose zeer belangrijk voor o.a. de regeling van de activiteit van oppervlaktereceptoren, intracellulaire signalisatie en binnenkomst van pathogenen in de gastcel. Deze centrale rol van de endocytose-machinerie wordt verder benadrukt door de betrokkenheid van verschillende endocytotische proteïnen in allerlei ziekten. Verschillende endocytotische pathways werden reeds beschreven, elk met hun kenmerkende moleculaire eigenschappen, maar in al deze pathways komt de behoefte om het plasmamembraan te vervormen terug. Hoewel een aantal proteïnen en lipiden beschreven zijn die betrokken zijn in het buigen, vervormen of verbreken van membranen bij clathrine-gemedieerde endocytose, waaronder BAR- en ENTH- of ANTH-domein proteïnen, zijn de factoren die de membraandynamiek regelen in alternatieve, clathrine-onafhankelijke recycling routes in de beginfase van hun identificatie. Meer nog, de mechanismen waardoor de membraancurvatuur wordt gegenereerd, gevoeld en gestabiliseerd zijn nog niet volledig gekarakteriseerd op moleculair en structureel vlak. Daarom ontwierpen we een innovatieve en onbevooroordeelde screenstrategie ter identificatie van nieuwe componenten betrokken in de regulatie van membraandynamiek. Vervolgens zullen we een gedetailleerde analyse uitvoeren van de mogelijke functie van de meest belovende kandidaatproteïnen in endocytose, meer bepaald in de recyclage van synaptische vesikels. Samen met klassieke genetische screens die momenteel worden uitgevoerd inhet laboratorium van Neuronale Communicatie, zal deze studie ons nieuwe functionele inzichten verstrekken over de mechanismen verantwoordelijk voor endocytotische vesikelvorming in vivo. Omdat de recyclage van vesikels aan de synaps bij intense neuronale activiteit processen controleert zoals leren, geheugen- of spiercontrole, zal een goed begrip van de mechanismen van membraanvervorming in de recyclage van synaptische vesikels grote implicaties hebben voor de menselijke en voornamelijk de mentale gezondheid.

Trefwoorden:Synaptic vesicle recycling, Endocytosis, Liposome tubulation assay, Membrane deforming proteins

Disciplines:Neurowetenschappen, Biologische en fysiologische psychologie, Cognitieve wetenschappen en intelligente systemen, Ontwikkelingspsychologie en veroudering