Identifizierung und funktionelle Charakterisierung der Kindlin-3-Phosphorylierung und ihrer Rolle bei der Inte- grin-Regulation in Mäusen

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Markus Moser
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 529848534

Integrine sind eine Familie von Transmembranproteinen, die Zellen in der sie umgebenden extrazellulären Matrix verankern. Eine Reihe von Integrinen, die auf Blutzellen gebildet werden, binden an Oberflächenrezeptoren anderer Zellen wie z.B. Endothelzellen und ermöglichen so die Adhäsion und das Auswandern von Leukozyten aus dem Gefäßsystem. Integrine ermöglichen eine starke Bindung an ihre Liganden, indem sie ihre Ligandenbindungs-Affinität erhöhen und sich in komplexen, mit dem Zytoskelett verbundenen Adhäsionsstrukturen organisieren. Diese Funktionen werden durch die beiden Proteine Talin und Kindlin reguliert, die direkt an die zytoplasmatische Domäne von Integrinen binden und sowohl deren Konformation als auch Organisation kontrollieren. Die Aufklärung der essentiellen Bedeutung von Talin und Kindlin für die Regulation von Integrinen war ein zentraler Schwerpunkt in der Integrinforschung der letzten 10-20 Jahre. Vor kurzem hat man damit begonnen die Regulation dieser beiden Integrinregulatoren genauer zu beleuchten. Insbesondere die Regulation von Kindlinen durch posttranslationale Modifikationen ist bislang noch wenig erforscht und ist zentraler Punkt des hier beantragten Forschungsprojekts. Durch massenspektrometrische Untersuchungen an Kindlin-3, dem ausschließlich in hämatopoetischen Zellen gebildeten Mitglied der Kindlin Familie, konnten wir mehrere Phosphorylierungsstellen in Kindlin-3 identifizieren, deren Bedeutung wir für die Regulation der Integrinfunktion in verschiedenen hämatopoetischen Zellpopulationen untersuchen wollen. In Vorarbeiten konnten wir zeigen, dass die Phosphorylierung von Serin 8 die Integrin-vermittelte Zelladhäsion in statischen und dynamischen Adhäsionsstudien erhöht. Dazu haben wir genetisch veränderte Hoxb8 Zelllinien erzeugt, bei denen das Serin 8 des Kindlin-3 Proteins gezielt durch ein Alanin bzw. eine Glutaminsäure ersetzt wurde. In umfassenden biochemischen und zellbiologischen Studien an diesen Zelllinien wollen wir den Einfluss dieser Modifikation auf die (i) Zelladhäsion, Regulation der Integrin Funktion und Aktivität, und Bildung von Integrin Adhäsionsstellen untersuchen. (ii) In bereits von uns generierten genetisch veränderte Mauslinien, die diese Mutationen im Kindlin-3 Gen tragen, wollen wir die Bedeutung der Serin 8 Phosphorylierung für die Regulation von Integrin-vermittelten Prozessen in vivo analysieren, (iii) Darüber hinaus wollen wir den Mechanismus aufklären dem die verstärkte Integrin-abhängige Zelladhäsion aufgrund der Kindlin-3 Serin 8 Phosphorylierung zu Grunde liegt. (iv) Begleitend zu diesen Arbeiten werden wir weitere, von uns identifizierte Phosphorylierungsstellen im Kindlin-3 Protein hinsichtlich ihres Einflusses auf die Regulation der Integrin Funktion im Hoxb8 Zellsystem charakterisieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen