Wie läuft TRPL-Recycling in S2-Zellen ab?
- Beschreibung
Ob zur Proteinexpression, als Testsysteme für wirkstoffrelevante Substanzen oder zur Untersuchung zellulärer Prozesse wie z.B. des Stoffwechsels oder der Proteinlokalisation, Zellkulturen finden in der medizinischen und pharmazeutischen Forschung und Entwicklung sowie der Grundlagenforschung breite Anwendung. Der Begriff Zellkultur beschreibt hierbei die Kultivierung vereinzelter Zellen eines Gewebes außerhalb des Spenderorganismus in einem Nährmedium. Viele Zellkulturen sind sehr anspruchsvoll in Bezug auf deren Kultivierungsbedingungen und -umgebung und erfordern demzufolge ausreichend Zellkulturerfahrung. Um den generellen Umgang mit Zellkulturen zu erlernen, bieten sich deshalb robuste und in ihrer Handhabung einfachere Zellkulturen an. Eine solche Zelllinie stellen die aus Invertebraten stammenden S2-Zellen dar. Die S2-Zelllinie geht aus Vorgängern späterer Blutzellen hervor und wurde aus einer primären Kultur 20 bis 24 Stunden alter Drosophila melanogaster Embryonen isoliert. S2-Zellen wachsen bei Raumtemperatur ohne CO₂ als semi-adhärente einzellige Schicht in Zellkulturflaschen oder als Suspension im Schüttler.
In diesem Projekt wollen wir die S2-Zellkultur für Transportstudien von Membranproteinen nutzen. Der regulierte intrazelluläre Transport von Membranproteinen ist in Zellen von fundamentaler Bedeutung und kontrolliert die Ausstattung der Zellmembran mit unterschiedlichen Rezeptoren und Ionenkanälen. Eine anormale Proteinsortierung sowie Defekte in der Degradation und dem Recycling von Proteinen können zur Akkumulation von Proteinen in zellulären Kompartimenten führen, welche unter Umständen Proteinaggregate bilden. Die Bildung solcher Proteinaggregate stellt ein Hauptcharakteristikum neurodegenerativer Erkrankungen dar, wie z.B. Alzheimer oder Parkinson.
Zur Untersuchung von Proteintransportprozessen in vivo eignet sich die lichtabhängige Translokation des TRPL-Ionenkanals (Transient Receptor Potential-Like) im Komplexauge von Drosophila. Im Rahmen dieses Humboldt-Projekts soll geprüft werden, ob sich TRPL auch in einem vereinfachten zellulären Modell ähnlich verhält wie in Photorezeptoren. Dabei stehen zwei Fragen im Vordergrund:
- Erfolgt eine Ca²⁺-abhängige Internalisierung von TRPL aus der Plasmamembran?
- Wird TRPL, analog zu den Photorezeptoren, am endoplasmatischen Retikulum zwischengespeichert?
Ein positives Ergebnis würde es ermöglichen, den TRPL-Recycling-Mechanismus deutlich gezielter zu untersuchen, ohne auf die aufwendigen Kreuzungen in Drosophila angewiesen zu sein, und eröffnet so einen vereinfachten Zugang zu grundlegenden Fragen der Proteintrafficking-Forschung.
- Projektzeitraum
- Sommersemester 2026
- Bewerbungszeitraum
- 07. bis 20.04.2026
- Durchführung
- geblockt
- Details zu Projektzeitraum und Durchführung
Das Projekt wird geblockt im Mai und Juni 2026 durchgeführt
- Studienfach
- Biologie
- Betreuende
- Dr. Matthias Zeger
- Institut
- Institut für Biologie (190) (Biochemie (190f))
- Sprache
- deutsch
- Teilnehmendenanzahl
- min. 2, max. 3
- Arbeitsaufwand
-
ca. 180 Stunden pro Teilnehmende:r
| 6
ECTS-Punkte
Arbeitsaufwand (Stunden und ggf. ECTS) sind ungefähre Angaben. Die tatsächlich vergebenen ECTS-Punkte ergeben sich aus der tatsächlich geleisteten Arbeit.
- Für dieses Projekt ist kein Motivationsschreiben des Studierenden erforderlich
- Projektart
- experimentell
- Lernziele
-
Die Teilnehmende lernen in diesem Projekt:
Theorie:
• Grundlagen der Zellkultur
• Transport von Membranproteinen
• Proteintransport-Defekte und neurodegenerative Erkrankungen
Methoden:
• Zellbiologische Methoden: Routinezellkulturarbeiten (Kultivierung einer Zellkultur, Zellzahlbestimmung), Transiente Transfektion von S2-Zellen, Induktion der Proteinexpression in S2-Zellen
• Molekularbiologische Methoden: Aufreinigung von Plasmid-DNA
• Biochemische Methoden: Herstellung von Proteinextrakten, Durchführung einer SDS-PAGE, Western Blot-Analyse
• Mikroskopische Verfahren: Immunofärbung von S2-Zellen, Fluoreszenzmikroskopie
Grundlagen wissenschaftlichen Arbeitens:
• Konzeption und Durchführung von Experimenten
• Auswertung der Daten
• Darstellung von Ergebnissen in Form eines Projektposters
• Einführung in das Verfassen wissenschaftlicher Texte - Anmerkungen für Studierende