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Projekt
LASP1 fungiert als Verbindungsprotein für die cadhein und Aktin-Dynamik an epithelialen Adhärenskonkten
Antragsteller
Professor Dr. Hans-Joachim Schnittler
Fachliche Zuordnung
Zellbiologie
Förderung
Förderung von 2019 bis 2023
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 414058881
Das epitheliale cadherin (E-cadherin) vermittelt die Adhäsion von Epithelzellen, und ist über Beta-Catenin mit dem Aktin-filamentsystem assoziiert, dass wiederum zur Organisation und Regulation der Zonula adhärens (AJs) beiträgt. Epithelien zeigen organspezifische Phänotypen die durch die Zellkontakte wesentlich geprägt werden. Wir vermuten, dass die supramolekulare Organisation der AJs zu den Differenzierungseigenschaften beiträgt. Gleichermaßen vermuten wir, dass die Expression mesenchymaler Cadherine, wie VE-cadherin und Cadherin-11 die supramolekulare Organisatioin der AJs verändert und damit zu einer veränderten Zellkontakt Dynamik beiträgt. Wir konnten kürzlich einen neuen Mechanismus zur Regulation der endothelialen Zellkontakte nachweisen. Es handelt sich hierbei um aktin-getriebene Plasmamembran-Protrusionen, die wir als "junction associated intermittent lamellipodia" (JAIL) bezeichnet haben. JAIL bilden die Triebkraft für die VE-Cadherin Dynamik und kontrollieren über diesen Mechanismus die Adhäsionseigenschaften, die Zellmigration und sind für die Aufrechterhaltung der Monolayer-Integrität verantwortlich. In Vorarbeiten konnten wir zeigen, dass bestimmte Epithelzelllinien und Brustkrebszellen, die ektop VE- Cadherin und Cadherin-11 exprimieren an ihren Zellkontakten JAIL-artige Strukturen ausbilden. Es ist weitgehend unbekannt, ob und wie ektop exprimierte Cadherine die Dynamik von epithelialen AJs und insbesondere die E-Cadherin Dynamik beeinflussen. Aktin-bindende und Cadherin-regulierende Proteine sind im Zusammenspiel mit zahlreichen Signalwegen an der Regulation der AJs beteiligt, wozu auch die Akto-Myosin vermittelte Kontraktilität gehört. Das Aktin- bindende Protein LASP1 konnten wir an epithelialen AJs nachweisen. Des Weiteren konnten wir zeigen, dass die dedifferenzierte Mamma Karzinom Zellinie MDA-231 LASP1 sehr stark exprimiert. Wir können ebenfalls zeigen, dass LASP1 neben seiner Aktin-Bindungseigenschaft auch an β-Catenin bindet. Damit ist seine Funktion in einer interaktiven Kontrolle und damit der Regulation der AJ Dynamik zu vermuten. Um die Funktion von LASP1 und von ektopisch exprimierten Cadherinen auf die AJ Dynamik zu analysieren, sollen unterschiedlich differenzierte Epithelzellen und Mamma Karzoinomzellinien untersucht werden. Fluoreszenz-markierter Proteine der Zellkontakte und Aktin werden dazu in den Zellen exprimiert und die Dynamik im "LifeCell-imaging" quantitative analysiert. Die Ergebnisse werden durch nanoskopische Mikroskopie ergänzt um die supramoleculare Organizatiin der Zellkontakte in unterschiedlich differenzierten Zellen und in Tumoren zu charakterisieren. Das CHO Expressionsystem soll bei Bedarf zur Klärung spezifischer Fragen angewendet werden. Wir erwarten, dass durch diese Untersuchungen ein molekular-mechanistisches Modell etabliert werden kann, dass die differenzierungsabhängige Kontrolle der AJs in differenzierten Epithelzellen, bei der EMT und des Tumorverhaltens erklärt.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
