Characterization of a minimized eukaryotic cytoplasm - the periplastidal compartment of the diatom Phaeodactylum tricornutum

Daniel Moog, Maier, Uwe (Prof. Dr.)
2013
Diatomeen besitzen zwei divergente eukaryote Cytoplasmen: (i) das Cytosol der Wirtszelle, und (ii) das periplastidäre Kompartiment (PPC), welches das reduzierte Cytoplasma eines rhodophytischen Endosymbionten (komplexe Plastide) darstellt. Letzteres findet sich bei einer Vielzahl ökologisch höchst relevanter Mikroalgen und pathogener Protisten (Apicomplexa), welche komplexe Plastiden mit vier Hüllmembranen besitzen. Über die Proteinzusammensetzung und Funktion des PPC war bisher nur wenig
more » ... t. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Proteinkomposition des PPC der Diatomee Phaeodactylum tricornutum über einen kombinierten in silico/in vivo Ansatz untersucht. PPC-Kandidaten wurden dabei anhand der Präsenz spezifischer N-terminaler Zielsteuerungssequenzen genomisch identifiziert und über die Expression von eGFP-Fusionsproteinen auf ihre subzelluläre Lokalisation untersucht. Insgesamt konnten dadurch in dieser Arbeit 29 neue PPC-Proteine detektiert werden, welche sowohl bereits bekannte Funktionen im PPC, wie Proteintransport (SELMA), Proteinfaltung und Metabolismus, ergänzen, als auch auf bisher unbekannte putative Prozesse im PPC hindeuten. Insbesondere sind dabei Proteolyse und Degradation, Plastidenteilung, Lipidtransfer und eine potentielle strukturelle Organisation zu nennen. In gleichem Maße relevant sind Prozesse, die im Zuge bioinformatischer Analysen nicht im PPC der Diatomee detektiert werden konnten, was für klassische eukaryote Cytoskelett- und Vesikelkomponenten, sowie typische Signaltransduktionsfaktoren zutrifft. Die Ergebnisse dieser Arbeit legen nahe, dass es sich beim PPC von P. tricornutum um ein auf natürliche Weise minimiertes eukaryotes Cytoplasma mit stark begrenzten metabolischen und zellulären Kapazitäten handelt, welches mit einem autonomen eukaryoten Cytoplasma nur wenige Gemeinsamkeiten aufweist [...]
doi:10.17192/z2013.0057 fatcat:zq7sptuxjfep7bvoidxs72qbgi