Sarah Gabelmann (Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau, RPTU)
Sarah Gabelmann erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau im Jahr 2024 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft für die Arbeit:
Charakterisierung des Kernproteoms in Chlamydomonas reinhardtii mithilfe von TurboID-vermittelter, distanzabhängiger Biotinylierung
Erstmals wurde das Kernproteom der Grünalge Chlamydomonas reinhardtii unter verschiedenen Bedingungen mittels Proximity labeling charakterisiert, was zur Identifizierung von Proteinen führte, die potenziell an der Stressantwort auf erhöhte H2O2-Produktion beteiligt sind.
Kernproteine wie Transkriptionsfaktoren und andere Transkriptionsregulatoren spielen eine wesentliche Rolle in der Regulierung der Genexpression, einem komplexen Prozess, der die Aktivitäten der Zelle steuert und ihr so die Anpassung an äußere Reize und Stressbedingungen ermöglicht. Um die Proteinzusammensetzung des Zellkerns unter verschiedenen Bedingungen zu analysieren, wurde eine Proximity labeling-Methode eingesetzt, die erst vor kurzem in Chlamydomonas reinhardtii etabliert wurde. Diese Methode nutzt TurboID, eine Variante der Biotinligase BirA aus Escherichia coli, um Biotin zu aktivieren, das sich dann kovalent an die Amine nahegelegener Proteine anlagert und so die Erfassung von Protein–Protein-Interaktionen und die Kartierung von Proteomen in der lebenden Zelle ermöglicht. Konstrukte zur Produktion von TurboID im Zellkern und als Kontrolle im Zytosol wurden in C. reinhardtii transformiert. Nachdem die Funktionalität von TurboID in den zwei Kompartimenten durch Immunoblot-Analyse verifiziert wurde, wurden Experimente zur in vivo Biotinylierung mit zugeführtem Biotin durchgeführt. Durch Analyse mittels Massenspektrometrie konnten insgesamt 852, 1.160 und 835 Proteine identifiziert werden, die unter Dauerlicht, Hitzestress und erhöhter H2O2-Produktion, ausgelöst durch eine Behandlung mit Paraquat, signifikant im Zellkern angereichert waren. Des Weiteren wurden durch den Vergleich der Paraquat-Behandlung mit der Kontroll-Dauerlichtbedingung 20 signifikant angereicherte Proteine im Zellkern unter erhöhter H2O2-Produktion gefunden. Diese Proteine könnten an der Antwort auf oxidativen Stress beteiligt sein, allerdings sind weitere Analysen erforderlich, um ihre Rolle im Zellkern zu bestimmen.
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Sarah Gabelmann fertigte die Arbeit im Fachbereich Biologie in der Arbeitsgruppe Molekulare Biotechnologie und Systembiologie von Prof. Dr. Michael Schroda an.
