Die funktionelle Rolle des Hippo Koaktivators Taz beim Altern von hämatopoetischen Stammzellen

• Antragsteller: Dr. Björn von Eyss
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 409619902

Das Altern ist ein hochkomplexer und noch zum Großteil unverstandener Prozess, da wir gerade erst beginnen, die molekularen Grundlagen des Alterns zu entschlüsseln. In besonderem Maße vom Altern ist das hämatopoetische System betroffen, da es zu einem Funktionsverlust auf allen Ebenen der zellulären Hierarchie (von den differenzierten bis hin zu den unreifen Vorläufern) kommt. Vorhergegangene Forschungsarbeiten konnten zeigen, dass es insbesondere bei hämatopoetischen Stammzellen (HSZs) zu einem altersassoziierten Verlust der Funktionalität kommt. Wir haben in unseren Vorarbeiten Taz als vielversprechenden Kandidaten identifiziert, der spezifisch in HSZs im Altern von Mäusen transkriptionell hochreguliert wird. Bei Taz handelt es sich um einen transkriptionellen Koaktivator, der als Signalmolekül im Hippo Signalweg fungiert. Interessanterweise konnten unsere Expressionsanalysen per RNA-Sequencing demonstrieren, dass nicht nur Taz im Altern hochreguliert wird, sondern auch, dass diese verstärkte Taz Expression zu dem veränderten altersspezifischen Genexpressionsprofil von HSZs beiträgt. Somit wollen wir vier essenzielle Fragen mit diesem Antrag bearbeiten: A) Was ist die funktionelle Konsequenz der verstärkten Taz Expression für HSZs?B) Welches sind die kritischen Zielgene von Taz im Altern? C) Welche molekularen Prozesse sind für die verstärkte Taz Expression im Altern verantwortlich?D) Welche Transkriptionsfaktoren rekrutieren Taz zu seinen kritischen Zielgenen?Um Frage A) zu beantworten, werden Transplantationsmodelle in der Maus verwendet. Hier werden alte HSZs aus Mäusen isoliert und die Taz Expression durch lentivirale Konstrukte hoch- oder herunterreguliert. Nach der Transplantation in primäre bzw. Retransplantation in sekundäre Rezipienten, wird der Effekt von der veränderten Taz Expression in den HSZs auf das periphere Blut untersucht. Hierbei erhoffen wir uns v. a. Aufschluss darüber, ob die veränderte Taz Expression einen Effekt auf beschriebene altersassoziierte HSZ-Defekte hat - wie z.B. das Verschieben hin zur myeloiden Zelllinie. Durch unsere Vorarbeiten konnten wir eine überschaubare Anzahl von altersrelevanten Taz Zielgenen in HSZs identifizieren. Diese Zielgene sollen funktionell durch einen fokussierten shRNA Screen in einem Transplantationsmodell untersucht werden (Frage B). Durch eine Kombination von in vitro und in vivo Untersuchungen wollen wir die Faktoren (wie z. B. veränderte Signaltransduktionsprozesse und/oder Veränderungen im Epigenom) identifizieren, welche ursächlich für die verstärkte Taz Expression in alternden HSZs verantwortlich ist (Frage C). Um die kritischen Transkriptionsfaktoren für die Taz Funktion in alternden HSZs zu identifizieren, werden wir gezielte und proteomweite Interaktionsstudien für Taz durchführen. Somit zielt dieser Antrag darauf ab Taz als kritischen Faktor in der Alterung von HSZs zu untersuchen und die kritischen Signalwege ober- und unterhalb von Taz zu offenbaren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen