Regulation des intrazellulären Transports durch UNC-50 und die GARP-Komplexes in C. elegans

Abstract

Die schnelle synaptische Kommunikation an der Kontaktstelle von Nerv und Muskel in C. elegans ( neuromuscular junction , NMJ) wird durch den Neurotransmitter Acetylcholin vermittelt, der Liganden gestenerte Ionenkanäle des Acetylcholin Rezeptortyp (AChR) aktivierte. UNC-50 ist ein konserviertes integrales Golgi-Membranprotein, das eine entscheidende Rolle für den Transport eines bestimmten AChRs zur Plasma Membrane hat. Allerdings ist die genaue Funktion von UNC-50 bisher nicht bekannt. In dieser Studie haben wir eine synthetische Letalitätsanalyse durchgeführt, um die Funktion von UNC-50 genetisch aufzuklären. Wir zeigen, dass eine Mutation von unc-50 in Verbindung mit Mutationen in Faktoren, die am retrograden Transport von Endosom zu Golgi beteiligt sind, wie beispielsweise dem GARP-Komplex (Golgi associated retrograde transport protein), letal ist. Dies deutet darauf hin, dass auch UNC-50 am retrograden Transport von Endosom zu Golgi beteiligt ist. Desweiteren h! aben wir in unc-50-Mutanten einen Veränderungen in der Morphologie der Gonaden identifiziert, die durch eine Fehlgeleitete Wanderung der destalen Tip Zelle (DTC) an der Spitze der Gonaden, verursacht wird. Diese Störung steht in Zusammenhang mit MIG-17, einem Protein, das zur Familie Metalloproteasen gehört. MIG-17 wird von den Körpermuskelzellen ausgeschieden und in die Basalmembran der Gonaden verankert, um die Wanderung der DTCs zu steuern. Wir haben gezeigt, dass MIG-17 in den unc-50 Mutanten wahrscheinlich falsch transportiert wird. Dies dentet dasamf hinz daß sowohl der AChR als auch MIG-17 am Golgi-endosomalen Interface fehlgeleitet werden in unc-50 Mutanten. Um den retrograden Transport am Golgi-endosomalen Interface besser zu verstehen, haben wir eine funktionelle Charakterisierung des GARP-Komplexes in C. elegans durchgeführt. Wir konnten zeigen, dass der GARP-Komplex aus vier Untereinheiten besteht: VPS-52, VPS-53, VPS-54 und einer neuen Metazoen-Untereinheit, VPS-51. GARP-Mutanten sind lebensfähig, zeigen jedoch lysosomale Defekte. Wir zeigen, dass die GARP-Untereinheiten ein spezifisches Set an Golgi-SNAREs binden, was darauf hindeutet, dass der GARP-Komplex sowohl am cis- als auch am trans-Golgi das Zusammenbringen der SNAREs sowie die Ausbildung des SNARE-Komplexes unterstützt.