Regulation des Cochaperons BAG3 und der Chaperon-assistierten selektiven Autophagie durch Hippo-Kinasen

• Antragsteller: Professor Dr. Jörg Höhfeld
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 279436271

Das Cochaperon BAG3 (BCL2-associated athanogene-3) ist maßgeblich an der Protein-Homöostase in Neuronen, Muskel- und Immunzellen beteiligt. Darüberhinaus trägt eine erhöhte Expression des Proteins zur onkogenen Transformation bei. BAG3 induziert einen Chaperon-assistierten und Ubiquitin-abhängigen Autophagieweg, den wir als "chaperone-assisted selective autophagy" (CASA) bezeichnen. Der Autophagieweg vermittelt den lysosomalen Abbau von entfalteten Chaperon-Klienten, wie z.B. des Aktin-verankernden Proteins Filamin nach dessen mechanischer Entfaltung in kontrahierenden Muskeln oder adhärierenden Zellen. Neben seiner Abbau-induzierenden Aktivität greift BAG3 aber auch regulierend in die Proteinsynthese ein. Durch Interaktionen mit Komponenten des Hippo-Signalweges ist es dem Cochaperon möglich die Expression von Filamin zu stimulieren. Diese BAG3-vermittelte Koregulation von Abbau und Synthese ist für die Aufrechterhaltung des Zytoskeletts in mechanisch belasteten Zellen unerläßlich. Im vorliegenden Antrag möchten wir den Einfluss der Hippo-Signalkaskade auf die Regulation von BAG3 und CASA untersuchen. Der Antrag basiert auf der Identifizierung mehrere Hippo-Kinasen in Assoziation mit BAG3. Darüber hinaus zeigen unsere Vorarbeiten, dass zumindest eine der Kinasen die CASA-Aktivität in Glattmuskelzellen entscheidend beeinflusst. Wir möchten mittels biochemischer und zellbiologischer Untersuchungen das funktionelle Wechselspiel von Hippo-Kinase mit der CASA-Maschinerie in Muskelzellen und neuronalen Zellen analysieren. In Phosphoproteom-Ansätzen sollen Hippo-Phosphorylierungsstellen in CASA-Komponenten identifiziert werden und deren Bedeutung für die Regulation von BAG3 und CASA-Aktivität herausgearbeitet werden. Schließlich werden wir differenzierte Muskelzellen, isolierte Mausmuskeln und transgene Linie von D. melanogaster verwenden, um den Einfluss der Hippo-Signalkaskade auf die BAG3-vermittelte Muskel-Homöostase zu untersuchen. Die geplanten Arbeiten sollten Schlüsselmechanismen für die Regulation der Proteostase in Eukaryoten aufzeigen, welche für unser Verständnis der molekularen Grundlagen von Muskelschwächen, Neurodegeneration und Tumorentstehung relevant sind.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen