Untersuchung der Depolymerisation von Mikrotubuli durch Kinesin-8 Motoren mittels optischer Pinzetten

01.01.2016 bis 31.12.2018

Mikrotubuli sind hochdynamische Filamente in Zellen, deren Enden dabei einem Zyklus aus langsamen Wachstum und schnellem Zerfall unterliegen, was als dynamische Instabilität bezeichnet wird. Die exakte Regulierung dieser Instabilität ist essentiell für viele intrazelluläre Prozesse wie der Zellteilung. In-vivo- und In-vitro-Studien konnten zeigen, dass bei der Destabilisierung der Mikrotubuli u.a. Motorproteine der Kinesin-8-Familie eine essentielle Rolle spielen. Kinesin-8 kann Mikrotubuli quervernetzen und depolymerisieren, wobei die Depolymerisationsrate von der Länge abhängt. Obwohl die Funktion des Kinesin-8 Motor-Proteins bekannt ist, ist der molekulare Mechanismus der Interaktion des Kinesin-8 mit dem Ende der Mikrotubuli noch nicht verstanden. Eine Hypothese für die längenabhängige Depolymerisation ist, dass Kinesin-8 Motoren kooperativ zusammen arbeiteten, um Mikrotubuli zu depolymerisieren. Ziel dieses Forschungsantrages ist die Bestimmung der Depolymerisationskraft, welche die Motoren ausüben können, und eine Überprüfung des kooperativen Modelles durch hochauflösende Kraft- und Positionsmessungen der Kinesin-8 Mikrotubulus-Endaktivität mittels einer Optischen Pinzette. Die Erkenntnis, wie Kinesin-8 Mikrotubuli depolymerisiert ist besonders bedeutsam für das Verständnis der Zellteilung und könnte wichtige Implikationen für die zukünftige Krebsforschung ergeben.