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Bonus-of-Excellence: Regulation of SNARE-dependent membrane fusion

English title Bonus-of-Excellence: Regulation of SNARE-dependent membrane fusion
Applicant Mayer Andreas
Number 163477
Funding scheme Project funding (Div. I-III)
Research institution Département de Biochimie Faculté de Biologie et Médecine Université de Lausanne
Institution of higher education University of Lausanne - LA
Main discipline Biochemistry
Start/End 01.04.2016 - 31.03.2018
Approved amount 620'000.00
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All Disciplines (2)

Discipline
Biochemistry
Cellular Biology, Cytology

Keywords (6)

Biochemistry; Organelle homeostasis; Vacuole; Membrane fusion; Yeast; SNARE

Lay Summary (German)

Lead
Wie SNARE-Proteine die Fusion biologischer Membranen treiben
Lay summary

Regulierte Membranfusion kontrolliert viele Aspekte der Physiologie eukaryotischer Zellen, da sie z.B. die Freisetzung von Neurotransmittern, Wachstumsfaktoren, Hormonen, Enzymen, Rezeptoren und Transportern bewerkstelligt. Diese Moleküle werden in intrazellulären Vesikeln gespeichert, die dann durch ein Signal zur Fusion mit der Zellmembran freigegeben werden, wobei sie ihren Inhalt in den extrazellulären Raum entlassen. Auch der Transport zwischen Organellen hängt von der Bildung und Fusion von Transportvesikeln ab.

Diese Membranfusionsvorgänge werden von SNARE-Proteins getrieben. Diese Proteine interagieren mit einer Vielzahl von Hilfsfaktoren, die die Bindung und Fusion der Membranen kontrollieren. Während der Fusion gehen die Membranen von einem gedockten Zustand in eine Hemifusion, auf die schliesslich die Oeffnung und Expansion der Fusionspore folgen, wodurch die beiden Membranen dann verschmelzen. Die Fusionsporenöffnung erfordert den grössten Energieaufwand. Wie SNARE Proteine diese Energie liefern und auf die Membran übertragen, ist Gegenstand aktueller Forschung.

Wir studieren die Frage mit Organellen (Vakuolen) aus der Bäckerhefe, da die relevanten Intermediate ihrer Fusion sehr gut charakterisiert sind. Wir kombinieren dieses System mit einer Reihe synthetischer Werkzeuge, um den SNARE complex zu modifizieren und die Konsequenzen für die Fusionsporen zu studieren.

Diese Experimente sollten uns neue Einblicke in die Energetik und den Ablauf SNARE-getriebener Membranfusionen erlauben.

 

 

 

Direct link to Lay Summary Last update: 16.10.2015

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Associated projects

Number Title Start Funding scheme
179306 Control of the terminal phase of SNARE-dependent membrane fusion 01.04.2018 Project funding (Div. I-III)
144258 Cooperation of V-ATPase V0 sector with SNAREs in membrane fusion 01.10.2012 Project funding (Div. I-III)

Abstract

SNAREs are integral membrane proteins that dock membranes and bias them for fusion, presumably by progressively zippering up into coiled-coil trans-complexes of two SNAREs anchored in each of the membranes. Additional factors can strongly stimulate fusion. How SNAREs promote membrane fusion remains poorly understood. Furthermore, SNAREs form complexes that must be dissociated and re-activated by the chaperone NSF for another round of fusion. However, for the large majority of fusion reactions - the "constitutive" ones that do not use a calcium-dependent trigger mechanism acting in regulated exocytosis, it is unknown at which molecular step this next round of fusion is controlled, i.e. which is the "committing step" in the catalytic cycle of the SNARE machinery. I intend to address these two central questions in the next funding period.
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