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Alle eukaryotische Zellen verwenden Membranen, um funktional abgegrenzten Bereichen zu bilden, in denen spezielle Prozesse ablaufen. Diese Art der zellulären Unterteilung wurde umfangreich charakterisiert und ist weitgehend verstanden, ist jedoch nicht die einzige Form: Zellen können sich auch ohne Membran funktionell untergliedern. Diese Art der Unterteilung, die sich in allen Zellen einschliesslich Prokaryoten findet, könnte die evolutionsbiologisch weitaus ältere Form darstellen. Ihr liegt der physikalisch-chemische Prozess der Phasentrennung zu Grunde, bei dem sich zwei Flüssigkeiten von einander abtrennen. Im Gegensatz zu membranbegrenzten Organellen verstehen wir sehr wenig von den molekularen Mechanismen der Entstehung und der Regulierung von membranlosen Organellen.
Dieses Projekt hat das Ziel, einen allgemeinen Mechanismus der Regulierung dieser Art der zellulären Unterteilung zu entdecken, basierend auf Protein-Kinasen (Enzyme), die die wesentliche Eigenschaft besitzen, zwischen membranlosen Organellen und dem Zell- oder Kernplasma zu pendeln. Wir werden diese Protein-Kinasen identifizieren und sie den verschiedenen membranlosen Organellen in der Zelle zuordnen. Wir werden den Mechanismus, mit dem die Protein-Kinasen zwischen Organelle und Plasma changieren, im Detail analysieren, und werden mit genetischen Methoden die Komplexität ihrer Regulation erfassen. Schliesslich werden wir untersuchen, wie dieser Mechanismus an der funktionellen Kompartmentalisierung des Transkriptoms in Säugetierzellen beteiligt ist.