Der STRIPAK-Komplex

Viele Gene, die für die Fruchtkörperbildung essenziell sind, wurden durch Komplementation steriler Mutanten von S. macrospora identifiziert. Eines davon codiert PRO11, ein WD40-Repeat-Protein, das funktionell durch sein Säugerhomolog Striatin ersetzt werden kann. Striatine bilden das Gerüst des STRIPAK-Komplexes (striatin-interacting phosphatase and kinase), der die Proteinphosphatase 2A (PP2A) mit Germinal-Center-Kinasen und weiteren konservierten Proteinen zusammenbringt. STRIPAK kommt von Pilzen bis zum Menschen vor und gilt heute als grundlegender Signalknotenpunkt der eukaryotischen Entwicklung.
In S. macrospora steuert ein Homolog des humanen STRIPAK-Komplexes die sexuelle Entwicklung. Zu seinen Komponenten gehören das Striatin PRO11, die PP2A-Untereinheiten PP2AA und SmPP2Ac1, das Phocein-Homolog SmMOB3, das Striatin-interagierende Protein PRO22 sowie SCI1, das wir als neue Komponente des Komplexes identifiziert haben. Die Germinal-Center-Kinasen SmKIN3 und SmKIN24 sind mit dem Komplex assoziiert. Mutanten, denen STRIPAK-Komponenten fehlen, sind steril und in der Hyphenfusion beeinträchtigt. Der Komplex wird daher sowohl für die Zell-Zell-Fusion als auch für die vielzellige Differenzierung benötigt.
Eine zentrale Frage unserer aktuellen Arbeit ist, wie STRIPAK mit anderen Signalwegen verknüpft ist. Einen ersten Hinweis lieferte ein Suppressor: Die Deletion des gens Smgpi1, welches für ein GPI-verankertes Protein codiert, stellt die Fertilität der sterilen STRIPAK-Mutante ΔSmmob3 wieder her. Kürzlich wurde durch Proximity Labeling mit SCI1 als Köder das „determinant of communication“-Protein SmDOC2 in der Nachbarschaft von STRIPAK identifiziert. SmDOC2 und SmDOC1 sind eng mit der Pheromon-Antwort-MAP-Kinase-Kaskade (MIK2, MEK2, MAK2 und HAM5) verbunden, und SmDOC1 interagiert direkt mit MEK2 und MAK2. Die Deletion eines einzelnen doc-Gens beeinträchtigt die sexuelle Entwicklung stark, während die Doppelmutante so fertil ist wie der Wildtyp. DOC1 und DOC2 haben somit nicht-redundante, einander entgegengesetzte Funktionen bei der Regulation der MAK2-Signalübertragung und der sexuellen Entwicklung.
Unser Ziel ist es, Regulatoren und Zielproteine von STRIPAK zu identifizieren und zu verstehen, wie Phosphatase-, Kinase- und MAP-Kinase-Signale während der Hyphenfusion und der Fruchtkörperentwicklung koordiniert werden. Da STRIPAK konserviert ist, trägt dies auch zum Verständnis von Zellfusion und vielzelliger Differenzierung in höheren Eukaryoten bei.