Raumzeitliche Organisation und Signalisierung von des Wnt-Signalosome

• Antragsteller: Dr. Changjiang You
• Fachliche Zuordnung: Biophysik
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 405319862

Während die Bildung von Wnt- Signalosomen sich als Schlüsselmerkmal der Wnt-Signaltransduktion erwiesen hat, bleibt der genaue Mechanismus der der Rezeptorbündelung und der Rezeptoraktivierung nachgeschaltet ist weitgehend unklar. Unter Verwendung von Wnt surrogates, welche eine spezifische Rezeptorheterodimerisierung induzieren, ohne unkontrollierte Wnt-Fzd-Interaktionen, haben wir kürzlich anhand von Einzelmolekülaufnahmen gezeigt, dass die Heterodimerisierung von Fzd und Lrp6 ausreicht, um die Bildung von Signalosomen zu initiieren. Unserer kürzlich Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Rezeptordimerisierung und die lokale Anreicherung der cytosolischen Interaktionspartner die Phasenseparation der Signalosomen an der Plasmamembran initiiert. Dieser sehr effiziente Prozess beinhaltet wahrscheinlich auch Protein- Lipid- Wechselwirkungen, Lipidphasentrennung sowie eine positive Rückkopplung aufgrund der Proteinphosphorylierung durch verschiedene Kinasen, die in das Signalosomen rekrutiert werden. In diesem Projekt werden wir die Mehrfarben-Einzelmolekül-Bildgebung verwenden um die Anordnung von Rezeptoren und Effektorproteinen an der Plasmamembran während der Bildung von Signalosomen, bei sehr hoher räumlich-zeitlicher Auflösung, zu verfolgen. Wir werden Interaktionen, die an der Bildung von Signalosomen beteiligt sind, mit Lebendzellmusterungstechniken quantifizieren und die Rolle der Kooperativität analysieren, indem wir die Proteindichte systematisch verändern. Basierend auf diesen Methoden werden wir die Rolle der molekularen Faktoren, wie die der Phophorylierung und Palmitoylierung der Membranrezeptoren in Verbindung mit zellulären Faktoren wie der Plasmamembranorganisation durch das kortikale Aktinskelett und der Lipidenphasenseparation, untersuchen. Unser Ziel ist nicht nur den Mechanismus der Wnt-Signalgebung in Zellen weiter aufklären, sondern darüber hinaus auch den Regulationsmechanismus der Protein-Flüssigphasentrennung im Cytosol als Reaktion auf die Rezeptorwechselwirkungen in der Plasmamembran entschlüsseln.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen