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News from the HPI Junior Research Group "Dynamics of viral Structures"

January 25, 2018: New insights into clathrin-mediated endocytosis

Thursday, 25. January 2018

Synopsis:

In clathrin-mediated endocytosis, adapter proteins assemble together with clathrin through interactions with specific lipids on the plasma membrane. A recent "Nature Communications" paper by the junior research group "Dynamics of viral Structures" together with Dr. Rob Meijers from EMBL presents new insights into this process and proposes a general phospholipid-driven multifaced assembly mechanism tolerating different adaptor protein compositions to induce endocytosis.

 

Die HPI-Nachwuchsgruppe „Dynamik viraler Strukturen“ unter der Leitung von Dr. Charlotte Uetrecht hat zusammen mit Dr. Rob Meijers vom European Molecular Biology Labratory (EMBL, Hamburg) eine Publikation im renommierten Journal „Nature Communications“ veröffentlicht. Johannes Heidemann, Doktorand in der Nachwuchsgruppe und einer der beiden Erstautoren, erklärt in einem Kurzinterview, worum es in der Veröffentlichung genau geht:

 

Wie ist der Zusammenhang zwischen einer Clathrin-vermittelten Endozytose und Viren? 

Die Clathrin-vermittelte Endozytose ist zuerst einmal ein ganz universeller Prozess, der in unterschiedlicher Häufigkeit in allen Körperzellen abläuft. Dabei wird ein Teil der Zelloberfläche in die Zelle aufgenommen.

Typischerweise werden auf diesem Wege Rezeptoren mit gebundenem Liganden in die Zelle aufgenommen. Diesen Eintrittsweg haben sich aber viele verschiedene Viren, wie beispielsweise Influenzaviren oder Adenoviren, zunutze gemacht: Sie lassen sich also durch ein zelleigenes System einschleusen.

 

Was genau wurde untersucht?

Wir haben untersucht, wie zwei verschiedene Proteine (Epsin und Sla2) ein Lipid aus der Plasmamembran (Phosphatidyinositol-4,5-Bisphosphat, PI(4,5)P2) binden und zusammen große Komplexe bilden.

Diese Komplexe bilden bei der Clathrin-vermittelten Endozytose eine Art Anker auf der cytoplasmatischen Seite der Membran, an dem dann gezogen werden kann. Dadurch wird Kraft auf die Membran übertragen und die Membran wölbt sich in der Folge ein.

 

Was wurde Neues herausgefunden?

Im Rahmen unserer Arbeit konnten wir herausfinden, aus wie vielen Bausteinen diese Protein-Lipid-Komplexe (Epsin/Sla2/PI(4,5)P2) bestehen und wie sie sich bilden.

Scheinbar wird hier die Interaktion der Proteine durch die Lipide vermittelt, so dass auch entfernt verwandte Pilzproteine (aus Saccharomyces cerevisiae) mit humanen Proteinen Komplexe bilden können.

Zusammen mit den Ergebnissen unserer Kooperationspartner konnten wir auch eine räumliche Darstellung dieses Membranankers erstellen und genauere Informationen über die Interaktionen von Lipiden und Proteinen gewinnen.

Paper:

Epsin and Sla2 form assemblies through phospholipid interfaces. Garcia-Alai MM, Heidemann J, Skruzny M, Gieras A, Mertens HDT, Svergun DI, Kaksonen M, Uetrecht C, Meijers R. 2018, Nat Comm.