Die AG Gruß stellt sich vor

Molekulare Determinanten für Mikrotubuli-Funktionen in Mitose und Interphase

Wir erforschen die Organisation von Mikrotubuli und deren dynamische Veränderungen zu Beginn der Zellteilung oder bei akutem zellulärem Stress. Dabei steht die molekulare Analyse von Mikrotubuli-bindende Proteinen (MAPs) und deren einzelne und kollektive Funktionen für das Mikrotubuli-Zytoskelett im Vordergrund. Wir fokussieren uns auf die Familie der microtubule-associated suppressor (MTUS) Proteine in der Mitose und die Stress-induzierte Mikrotubuli-abhängige Kondensation von SMN für die Regulation der RNP Biogenese.

Wir analysieren das Verhalten von Mikrotubuli und die Funktion der MAPs in intakten Zellen, in zellfreien Systemen und in biochemischen Rekonstitutionsexperimenten. Insbesondere verwenden wir “super-resolution“ Mikroskopie, Live-Mikroskopie und Visualisierung von Strukturen in zellfreien Extrakten.

Der Einfluss von Mikrotubuli auf die Chromatin-Architektur

Aufgrund ihrer herausragenden Bedeutung faszinieren mich Mikrotubuli, insbesondere ihre Funktionen während der Zellteilung und der Stressantwort. Bemerkenswerterweise ist der Einfluss von Mikrotubuli auf zellkernbezogene Prozesse bislang kaum erforscht, obwohl zahlreiche Studien hier einen Einfluss nachgewiesen haben.
Um diese Wissenslücke zu schließen und Mikrotubuli-Chromatin-Interaktionen besser zu verstehen, setzen wir auf innovative genetische Techniken und hochauflösende Mikroskopie (3D STORM). Dieser Forschungsansatz verspricht nicht nur tiefere Einblicke in die Architektur unseres Chromatins und grundlegende nukleäre Prozesse, sondern könnte auch wegweisende Erkenntnisse im Zusammenhang mit Erkrankungen wie Krebs liefern.

SMN in Aktion: Die Dynamik von S-Bodies als möglicher Schutzmechanismus bei Spinaler Muskelatrophie (SMA)

 Das Survival of Motor Neuron Protein (SMN) ist essentieller Bestandteil eines Komplexes, der für den korrekten Aufbau des Spleißosoms notwendig ist. Obwohl bekannt ist, dass der Verlust von SMN zu der neurodegenerativen Krankheit Spinale Muskelatrophie (SMA) führt, sind die molekularen Mechanismen bis heute nicht vollständig geklärt. Erst kürzlich konnte ich eine Kondensation von SMN als Antwort auf zellulären Stress in bisher nicht beschriebene Kondensate (S-Bodies) nachweisen. Dieser hochdynamische und reversible Prozess, deutet darauf hin, dass S-bodies ein Schutzmechanismus der Zelle sind. Die Fähigkeit von SMN zur Phasentrennung könnte Grundlage für ein besseres Verständnis von SMA sein und ist Fokus meiner Forschung.

Zwischen Stress und Erholung: Die Interaktion von SMN und CLNS1A in Janus Bodies

 Das Survival of Motor Neuron Protein (SMN) ist an der Biogenese von spleißosomalen nukleären Ribonukleoproteinen (snRNPs) beteiligt. Dabei wird ein essentieller Schritt, die Methylierung von Sm-Proteinen, durch CLNS1A reguliert. Unter Stressbedingungen bildet SMN zytoplasmatische Kondensate (S-bodies). In der Erholungsphase nach dem Stress konnte ich eine bisher nicht beschriebene Interaktion von SMN und CLNS1A beobachten. Charakterisiert ist diese unter anderem durch die Co-Kondensation in Janus Bodies, einem Zusammenspiel aus zwei phasengetrennten Oberflächen. Meine Arbeit zielt darauf ab diese Kondensate durch Proteom- und Transkriptomuntersuchungen zu charakterisieren und deren biologische Funktion zu analysieren.