Molekulare Charakterisierung von Tripartite Motif-containing (TRIM) E3 Ubiquitin Ligasen im Herzen

• Antragsteller: Privatdozent Ashraf Rangrez, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Kardiologie, Angiologie
• Förderung: Förderung seit 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 299281625

Wir haben Dysbindin, ein Protein das an der Pathogenese von Schizophrenie beteiligt ist, als einen neuen Aktivator des Serum Response Factor-Signalweges der Hypertrophie von Kardiomyozyten fördert, identifiziert. Außerdem stellen wir die Hypothese auf, dass Dysbindin eine Rolle bei kardialer Autophagie spielt, da wir bei Mäusen eine starke Herunterregulierung von Dysbindin bei Aktivierung der Autophagie und eine erhebliche Aktivierung der Autophagie bei Hochregulierung von Dysbindin beobachtet haben. Auf Grund dieser Ergebnisse ist eines der Ziele unseres aktuellen DFG-Antrags, die Rolle von Dysbindin bei der Autophagie und/oder dem damit verbundenen Proteintransport zu aufzuzeigen. Dafür sollen Untersuchungen mit Dysbindin-KO-Mäusen und in vitro-Modellen mit Dysbindin-Überexpression und -Knockdown durchgeführt werden.Ein Yeast Two-Hybrid Screen identifizierte mehrere potenzielle Dysbindin-Interaktoren, darunter TRIM24 (Tripartite Motif-containing 24), eine E3-Ubiquitin-Ligase. Die weitere Charakterisierung in vitro ergab, dass TRIM24 und TRIM32 (ebenfalls eine E3-Ligase von Dysbindin) Dysbindin in neonatalen Rattenkardiomyozyten (NRVCMs) entgegengesetzt regulieren: Während TRIM32 Dysbindin abbaut, schützt TRIM24 Dysbindin davor.TRIM24, auch Transkriptionsintermediationsfaktor 1 alpha (TIF1 alpha) genannt, gehört zu einer Unterklasse von TRIM E3-Ligasen die auch TRIM28 (TIF1ß) und TRIM33 (TIF1gamma) umfasst, und ist ein bekannter Kofaktor verschiedener Transkriptionsfaktoren in anderen Zelltypen. Die Funktion von TRIM24 in der kardialen Epigenetik und seine direkten/indirekten Substrate in Kardiomyozyten sind jedoch noch unbekannt. Daher haben wir kürzlich ein Proteom-Profiling mit NRVCMs durchgeführt, in denen TRIM24 herunterreguliert war. Interessanterweise waren in den NRVCMs die Tropomyosine (Tpm) 1, 2 und 3 beim Knockdown von TRIM24 signifikant hochreguliert. Nun wollen wir entschlüsseln wie TRIM24 diese Tropomyosine reguliert. Um zu untersuchen, ob es sich um direkte Substrate handelt oder ob sie von TRIM24 epigenetisch reguliert werden, und so weitere Einblicke in die Rolle von TRIM24 in Kardiomyozyten zu erhalten, planen wir loss- und gain-of-function-Experimente in vitro und die Generierung eines Mausmodells mit herzspezifischem konditionalen TRIM24-Knockout.Außerdem fanden wir bei der Analyse menschlicher Affymetrix-Daten eine signifikante Expression mehrerer noch nicht charakterisierter TRIMs im Herzen, von denen viele im Myokard auch bei kardialen Krankheiten wie Herzinsuffizienz, Kardiomyopathien, Myokardinfarkt und Vorhofflimmern differentiell reguliert werden. DieValidierung dieser Ergebnisse mittels qPCR zeigte eine signifikante Hochregulation von TRIM22 bei HCM, von TRIM61 sowohl bei HCM als auch DCM und eine tendenzielle Dysregulation von TRIM67 bei DCM, HCM und ICM. Ein weiteres unserer Ziele ist daher die Erforschung der Funktion von TRIM22, TRIM61 und TRIM67 in Kardiomyozyten mittels loss- und gain-of-function-Experimenten in vitro.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen