Die Navigierung von Effektorproteinen zur Aktivierung von B-Zellen erfordert Vesikeltransport und Zytoskelettdynamik

• Antragsteller: Dr. Michael Engelke
• Fachliche Zuordnung: Immunologie
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 453795601

Die exakte räumlich-zeitliche Organisation der Signalleitung des B-Zell-Antigenrezeptors (BZR) ist eine Grundvoraussetzung für eine kontrollierte adaptive humorale Immunantwort. Dies schließt die Rekrutierung von aktivierenden und inhibierenden Effektoren, wie dem essentiellen Signalinitiator SH2 domain-containing leukocyte protein of 65kDa (SLP65) und dem zentralen Negativ-Regulator SH2 domain-containing inositol 5-phosphatase (SHIP), zum BZR an der Plasmamembran ein. Allerdings sind die genauen Mechanismen, die diese schnellen und gerichteten Translokationen ermöglichen, derzeit unklar.Unsere Publikationen und Daten, die wir in Vorbereitung dieses Antrages generiert haben, liefern eine Reihe von Hinweisen dafür, dass die Phasenseparierung von Multiproteinkomplexen ein generelles Prinzip zur Integration von sowohl aktivierenden als auch inhibierenden Effektoren in die BZR-Signalkaskade ist. Wir konnten zeigen, dass Cbl-interacting protein of 85kDa (CIN85) die Bildung höhermolekularer Komplexe mit seinen Bindepartnern SLP65 und SHIP initiiert. Die Multivalenz der zugrunde liegenden Interaktionen ermöglicht die Separation von SLP65/CIN85–Komplexen als Flüssigkeitsphase im Zytosol ruhender B-Zellen, die für die Rekrutierung von SLP65 und damit für die weitere Prozessierung von BZR-Signalen erforderlich ist. Im Gegensatz zu früher beschriebenen, phasenseparierten Signalkomplexen, müssen SLP65/CIN85 mit Vesikeln assoziieren, um bei physiologisch relevanten Konzentrationen separate Phasen zu bilden. Zudem zeigen unsere Daten, dass Vesikel nicht nur für die Bildung von SLP65/CIN85-Phasen notwendig sind, sondern auch eine Rekrutierung von SLP65 aus einer Vesikel-gebundenen Lokalisierung heraus an den BZR erfolgen kann. Diese Beobachtung stimmt mit unseren Inhibitorstudien über ein, die zeigen, dass die Behinderung des Vesikeltransportes durch die Inhibition von Motorproteinen oder die Destabilisierung von Mikrotubuli die Effizienz der BZR-Signalleitung reduzieren. Auf der Basis dieser Erkenntnisse stellen wir die Hypothese auf, dass Vesikel und ihre Transportprozesse, einschließlich der Zytoskelettdynamik, neue Komponenten der BZR-Signalweiterleitung sind, die positiv- und negativ-regulierende Effektoren an den BZR navigieren. Eine solche Rolle von Vesikeln stellt ein völlig neues Konzept in der BZR-Signalweiterleitung dar, das wir mit dem Arbeitsplan dieses Antrages untermauern und charakterisieren werden, indem wir die Details der Rekrutierung von SLP65 und SHIP an den BZR aufklären. Diese BZR-Effektoren wurden auf der Basis unserer Vorarbeiten, aber auch aufgrund der in der Literatur, einschließlich unserer eigenen Publikationen, belegten Bedeutung dieser Proteine für die Steuerung von BZR-Signalen, ausgewählt. Wir werden insbesondere die Funktion, die Vesikeltransportvorgänge in diesen Prozessen übernehmen, studieren. Um diese Ziele zu erreichen, werden wir bildgebende, zellbiologische, biochemische und massenspektrometrische Verfahren einsetzen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen