02.09.2020

Forscher identifizieren einen neuen Player im ER-Stress.

Christin Naumann und Steffen Abel vom IPB haben kürzlich zu einer eLife-Publikation der Gruppe um Yasin Dagdas vom GMI Wien beigetragen. Das Forscherteam identifizierte einen neuen Akteur in der pflanzlichen ER-Phagie, der partiellen Beseitigung des endoplasmatischen Retikulums (ER) durch Autophagie.

Bei Hunger- oder Stressbedingungen kann das ER fehlgefaltete, toxische Proteine akkumulieren. Um diesem Stress entgegenzuwirken, können eukaryotische Zellen ganze Teile des gestressten ER entfernen. Bei diesem als ER-Phagie bezeichneten Prozess umschließt das Phagophor, eine Membranstruktur, einen Teil des ER-Membransystems und bildet schließlich ein Autophagosom, wo es zum Abbau der ER-Bestandteile kommt.

Wie die Prozesse der ER-Qualitätskontrolle und das Auslösen der ER-Phagie zusammenwirken, wollten Dagdas und Team mit ihrer Studie aufklären. Mittels Affinitätsscreening identifizierten sie C53, einen zytosolischen ER-Phagie-Rezeptor, der im gesamten Pflanzen- und Säugetierreich konserviert ist. In ihrer Studie zeigen sie, wie C53 mit anderen wesentlichen Akteuren interagiert: nämlich (1) mit ER-assoziierten Proteinen, die blockierte Ribosomen und damit Störungen in der Proteinsynthese signalisieren, und (2) mit ATG8, einem Bestandteil des Phagophors. Somit hilft C53 dabei, ER-Abschnitte mit fehlgefalteten Proteinen zum Autophagosom zu rekrutieren. Schließlich konnte mit Hilfe der Kooperationspartner vom IPB gezeigt werden, dass Pflanzen bei Phosphatmangel auf C53 für ER-Phagie-Prozesse angewiesen sind, damit die pflanzliche Stresstoleranz aufrechterhalten wird.

Anfang 2020 hatte Christin Naumann, unterstützt durch ein EMBO Short Term Fellowship, einen 6-wöchigen Forschungsaufenthalt im Dagdas-Labor in Wien verbracht. Bei ihren Untersuchungen zum pflanzlichen Phosphatmangel war Naumann vor einigen Jahren auf Autophagie-Prozesse gestoßen. „Die Kooperation mit den Wiener Autophagie-Forschern kam eigentlich über eine Dritte zustande“, berichtet die Postdoktorandin. Durch das MLU-Mentoring-Programm für junge Wissenschaftlerinnen lernte sie die Autophagie-Expertin Claudine Kraft von der Universität Freiburg kennen, die sie als Mentee aufnahm. "Claudine, die eigentlich an Hefe- und Säugerzellen arbeitet, war diejenige, die mich mit Yasin Dagdas aus der Pflanzenforschung in Verbindung brachte.“ erinnert sich Naumann, "So kam es zu der wirklich fruchtbaren und offenen Zusammenarbeit mit Yasins Team, die wir auf jeden Fall fortsetzen werden."

 

Originalpublikation:
M Stephani, L Picchianti, A Gajic, R Beveridge, E Skarwan, V Sanchez de Medina Hernandez, A Mohseni, M Clavel, Y Zeng, C Naumann, M Matuszkiewicz, E Turco, C Loefke, B Li, G Dürnberger, M Schutzbier, H Tieh Chen, A Abdrakhmanov, A Savova, K-S Chia, A Djamei, I Schaffner, S Abel, L Jiang, K Mechtler, F Ikeda, S Martens, T Clausen, Y Dagdas. A cross-kingdom conserved ER-phagy receptor maintains endoplasmic reticulum homeostasis during stress. eLife 2020;9:e58396 doi: 10.7554/eLife.58396