Die Entschlüsselung der zytoplasmatischen Rolle von YAP/TAZ bei der Mechanotransduktion von Krebs

• Antragsteller: Dr. Björn von Eyss
• Fachliche Zuordnung: Hämatologie, Onkologie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 546323575

Eine hohe Matrixsteifigkeit von Tumoren wird mit einem aggressiveren Verhalten und einer Resistenz gegenüber Chemotherapie in Verbindung gebracht. In den letzten Jahren hat sich der Hippo-Signalweg mit seinen nachgeschalteten Transkriptionstransducern YAP und TAZ als Schlüsselvermittler dieser mechanischen Signale wie Substratsteifigkeit und Dehnung herausgestellt. An der Weiterleitung dieser Signale an YAP/TAZ sind die Kinasen des Hippo-Weges LATS1/2 sowie F-Actin und die GTPase RAP2 beteiligt. Durch unsere Interactomics-Analysen konnten wir RAPGEF2 und RAPGEF6 (R2/6), auch bekannt als PDZ-GEF1 und PDZ-GEF2, als Interaktionspartner von YAP identifizieren - eine direkte Interaktion, die im Zytoplasma stattfindet. R2/6 spielen eine essenzielle Rolle als Upstream-Regulatoren der Mechanotransduktion über die GTPase RAP2, die so auf YAP/TAZ einwirkt. Somit liegt der Schluss nahe, dass diese zytoplasmatische Interaktion Teil einer negativen Rückkopplungsschleife ist, die das Zusammenspiel von Mechanosignalgebung und YAP/TAZ-Aktivität/-Lokalisierung genau kontrolliert. Konsistent mit dieser Hypothese, konnten wir ein differenzielles mechanosensitives Genexpressionsprofil in Zellen aufdecken, die RAPGEF6-Punktmutanten mit defizienter YAP/TAZ-Bindung aufweisen. Dies deutet somit auf eine zytoplasmatische Funktion von YAP/TAZ bei der Modulation der Genexpression durch RAPGEF6 als Reaktion auf mechanische Reize hin. Im Mittelpunkt dieses Antrags steht die Untersuchung der zytoplasmatischen Interaktion zwischen RAPGEF2/6 und YAP/TAZ. Hierbei liegt der Schwerpunkt auf der Entschlüsselung von Kontrollmechanismen, der Klärung ihrer Rolle bei der Mechanotransduktion und der Erforschung der Funktion in vivo in der Entwicklung, der Gewebehomöostase und bei Krebs. Ein Ziel ist es, potenzielle vorgelagerte Regulatoren und nachgelagerte Signalwege zu identifizieren, die die Interaktion von R2/6 und YAP/TAZ beeinflussen. Diese Interaktoren werden auf ihre Funktion im Zusammenhang mit der Mechanotransduktion untersucht, indem ihre funktionelle Rolle in Zellen analysiert wird, die bei unterschiedlichen Steifigkeiten wachsen. Um die Rolle der R2/6 <-> YAP/TAZ-Interaktion in vivo zu analysieren, haben wir genetisch veränderte Rapgef2/6-Mauslinien erzeugt, in denen die Interaktion von R2/6 mit YAP/TAZ nicht stattfinden kann. Diese Linien werden verwendet, um die Rolle dieser Interaktion für die Entwicklung, die Gewebehomöostase und Krebs zu analysieren. Dieser Vorschlag verfolgt einen ganzheitlichen Ansatz, der zellbiologische, biochemische und in vivo Experimente integriert, um die Funktion der YAP/TAZ <-> R2/6 Interaktion zu entschlüsseln. Da eine gestörte Mechanosignalgebung bei verschiedenen Krankheiten wie Atherosklerose, Fibrose und Krebs eine Rolle spielt, bietet das Verständnis der YAP/TAZ-Regulierung bei mechanoresponsiven Prozessen die Möglichkeit, wertvolle Erkenntnisse über zahlreiche pathologische Zustände zu gewinnen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen