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Systembiologie der Motor-Proteine
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Die Biologie durchläuft zur Zeit einen Paradigmenwechsel - vom Untersuchen individueller Gene und Proteine hin zum Analysieren der Struktur und Funktion von Gen- und Protein-Netzwerken. Wir interessieren uns auf einer übergreifenden Ebene für Motor-Protein basierte Prozesse in eukaryotischen Zellen, die essentiell für die Muskelfunktion, für neuronalen Transport, die Zellteilung und weiteres sind. In den letzten Jahren haben wir experimentelle Methoden entwickelt, die Funktion des Dynein/Dynactin-Motor-Protein Komplexes bei atomarer Auflösung zu untersuchen, und Computer-basierte Werkzeuge, um das Inventar an Motor-Proteinen in Eukaryoten zu bestimmen.
Die Basis für das Verständnis intrazellulärer Transportprozesse in Eukaryoten auf zellulärer oder Organismen-Ebene ist die Bestimmung der Motor-Protein Zusammensetzung in den entsprechenden Genomen. In dieser Hinsicht profitieren wir erheblich von der kontinuierlich steigenden Zahl an sequenzierten Genomen. Der Prozess der Genomannotation liegt jedoch erheblich hinter dem der Genomdaten-Erzeugung zurück. Aber es ist die Annotation, die die Sequenz mit der Biologie des Organismus verbindet. Daher annotieren wir die Motor-Proteine manuell mit Hilfe der Möglichkeiten der vergleichenden Genomik und multipler Sequenzalignments. Um mit der exponentiell ansteigenden Menge an Daten arbeiten zu können, entwickeln wir Datenbank- und Genidentifizierungs-Werkzeuge.
Um die Funktion der Motor-Proteine bei atomarer Auflösung verstehen zu können, benötigen wir präzise Modelle. Ein paar Kristallstrukturen der Motordomänen von Kinesinen und Myosinen wurden bereits gelöst, aber hochaufgelöste Daten zum Dynein/Dynactin Komplex gibt es noch nicht. Daher entwickeln wir Methoden für die Produktion von schwierig zu exprimierenden Proteinen. Zu diesem Zweck verwenden wir hauptsächlich den niederen Eukaryoten Dictyostelium discoideum.
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© 2012, Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie, Göttingen |
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