Projektbeschreibung
Eine molekulare Studie zum Transport innerhalb der Zellantennen von Würmern
Zilien sind dünne, an Antennen erinnernde Strukturen, die auf Mikrotubuli aufbauen und aus der Oberfläche der meisten menschlichen Zelltypen hervorragen. Mit ihnen können die Zellen Veränderungen in ihrer Umgebung erkennen und auf diese reagieren. Die Fadenwurmart Caenorhabditis elegans, die über weitgehend erforschte chemosensorische Neuronen mit Zilien verfügt, stellt ein ausgezeichnetes Modellsystem für die Untersuchung des intrazellulären Transports innerhalb der Zilien dar. Jede Zilie besteht aus einem Axonem, einer Kernstruktur aus Mikrotubuli, die als Vorlage für den bidirektionalen intraflagellaren Transport dient. Der intraflagellare Transport wird von Sequenzen aus langen Proteinkomplexen vermittelt, welche die Ladung mit Motorproteinen verbinden, und er ist für die Bildung und den Erhalt der Zilien entscheidend. Das EU-finanzierte Projekt MingleIFT erarbeitet ein zweifarbiges Bildgebungsverfahren für Einzelmoleküle, um zu verstehen, wie der intraflagellare Transport auf molekularer Ebene funktioniert und wie er sich in Reaktion auf chemische Reize in der Umwelt anpasst.
Ziel
Sensory cilia are essential ‘antenna-like’ organelles that protrude out of many eukaryotic cells, acting as signal transducers, enabling cells to sense and respond to the external environment. The model system for this proposed study, chemosensory cilia of C. elegans are well characterised and enable the animal to sense water soluble effectors in the environment for chemotaxis. Cilia consist of an axoneme encapsulated with a signalling protein-rich ciliary membrane. The axoneme, which is a microtubule-based core structure, acts as a template for a specialised intra-cellular transport, intraflagellar transport (IFT). IFT trains are large protein complexes that mediate contacts between motor proteins (IFT kinesins and IFT dynein) and ciliary cargoes, crucial for the formation and maintenance of the cilia, with anterograde IFT trains moving outwards from the ciliary base to deliver ciliary building blocks to the ciliary tip and retrograde IFT trains moving from the ciliary tip to the ciliary base to recycle the waste products. The overarching objective of this project is to grasp the connection between chemosensory function of cilia (initiating chemotaxis), IFT and ciliary length-regulation using single-molecule imaging techniques. In order to achieve this, (i) I will develop a multi-color and single-molecule imaging toolbox to study IFT in the phasmid chemosensory cilia of C. elegans. (ii) Using the toolbox, I will obtain a mechanistic understanding of turnaround dynamics of the IFT machinery (IFT motors and components of the IFT trains), during normal IFT. (iii) A comprehensive understanding of normal IFT will enable discovery of the subtle adjustments made by the IFT machinery, and its effect on the cilia length, in response to chemical cues in the external environment. Ultimately, the goal is to understand how organism level tactic response is interlinked with intracellular transport in the ciliary antennas of individual cells, using C. elegans as a model system.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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