SFB 645:  Regulation und Manipulation von biologischer Informationsübertragung in dynamischen Protein- und Lipidumgebungen

• Fachliche Zuordnung: Biologie
• Förderung: Förderung von 2005 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5486231

Der Sonderforschungsbereich setzt sich zum Ziel, die molekularen Mechanismen der asymmetrischen Verteilung von Membrankomponenten (Lipide und Proteine) aufzuklären, die Rolle von Enzymen des Lipid-Metabolismus bei der Zusammensetzung und der Physiologie von Membranen, die Wirkung von spezifischen Protein-Lipid-Interaktionen auf die Funktion von Membranproteinen sowie die Rolle von Lipid-Metaboliten als Signalmoleküle und die Herstellung neuer Werkzeuge (zum Beispiel kleine Molekül-Inhibitoren) bei der Analyse von Membranfunktionen zu entschlüsseln.
Eine Besonderheit und eine Stärke dieses interdisziplinären Sonderforschungsbereichs ist, dass er bioorganische, biophysikalische, kombinatorische und pharmazeutische/medizinische Methoden der Chemie zur funktionellen Untersuchung von Membranproteinen und Lipiden zusammenfasst. Diese Methoden schließen Aptamer/Intramer-Technologien, small molecule -Inhibitoren und die Anwendung von siRNA oder siRNA-Derivaten ein, die zusätzlich zu klassisch genetischen Methoden, wie knock outs , in transgenen Modellsystemen - zum Beispiel Taufliege(Drosophila) und Maus - zur Anwendung kommen.
Im Projektbereich A, werden Methoden der synthetischen organischen Chemie, bioorganischen Chemie und kombinatorischen Biochemie angewandt, um neue exogene molekulare Effektoren oder Sonden zu entwickeln, welche die Funktion von integralen und Membran-assoziierten Proteinen modulieren. Identifizierte Effektoren, die von hohem therapeutischen Wert sein können, werden verwendet, um die Funktionen der Zielproteine in vitro und in vivo zu untersuchen. Insgesamt verwendet Projektbereich A Methoden der chemischen Proteomik , die unmittelbare Bedeutung für den Projektbereich B haben.
Das gemeinsame Interesse von Projektbereich B ist, zu verstehen, wie asymmetrische Lipid-Verteilungsmuster in Membranen hergestellt und aufrechterhalten werden und wie Lipid/Protein-Interaktionen in Membranen intra- und interzelluläre Signalprozesse während der Entwicklung steuern. Weiterhin wird der Einfluss von Lipiden und Cholesterol und die Funktion von Lipiden als second messengers untersucht. Durch die Verwendung von RNAi-Ansätzen oder durch knock out in transgenen Tiersystemen werden Schlüsselenzyme des Lipid-Metabolismus ausgeschaltet und die Funktion von Membranproteinen bei der Signaltransduktion und Zell-Zell-Kommunikation untersucht.

• DFG-Verfahren: Sonderforschungsbereiche
• Internationaler Bezug: Israel

Abgeschlossene Projekte

• A01 - Membran-proximale Signalübertragung in migrierenden Immunzellen (Teilprojektleiter Kolanus, Waldemar ;  Quast, Thomas )
• A02 - Kraftausübung durch adhärierende und sich fortbewegende Zellen (Teilprojektleiter Merkel, Rudolf )
• A03 - Funktionsanalyse der Cytohesin-vermittelten Signalgebung durch Membranrezeptor Tyrosinkinasen (Teilprojektleiter Famulok, Michael )
• A04 - Regulation des Transports und der Organisation von Membranen durch die Liprin-á Protein Familie (Teilprojektleiterin Schoch McGovern, Susanne )
• A06 - Interaktion von Membrangebundenen Serinproteasen mit Enzyminhibitoren (Teilprojektleiter Gütschow, Michael )
• A07 - Sphingolipidmetabolismus und Autophagie in der Alzheimer Pathogenese (Teilprojektleiter Walter, Ph.D., Jochen )
• A09 - Mechanismus der nicht-genomischen Progesteronwirkung auf menschliche Spermien (Teilprojektleiter Kaupp, Ulrich Benjamin ;  Strünker, Timo )
• A10 - Molekulare Mechanismen, Dynamik und nanoanatomische Aspekte der Membranprotein-Clusterbildung (Teilprojektleiter Lang, Thorsten )
• B01 - Die Rolle von Ceramid Synthasen im Lipid-Stoffwechsel und bei der Körperfett-Regulation (Teilprojektleiter Bauer, Reinhard ;  Hoch, Michael )
• B02 - Zellbiologische Charakterisierung und Funktion von verschiedenen Ceramiden und ihrer Sphingolipid Derivate in Mäusen (Teilprojektleiter Willecke, Klaus )
• B03 - Funktion und Mechanismen endolysosomaler Enzyme und Lipidbindungsproteine (LLBPs) (Teilprojektleiter Sandhoff, Konrad )
• B05 - Konsequenzen eines veränderten Sphingolipidstoffwechsels in myelinisierenden Zellen (Teilprojektleiter Eckhardt, Matthias )
• B07 - Endocannabinoide: Metabolite der Phospholipide als Modulatoren der Gehirn - Knochen Signaltransduktion (Teilprojektleiter Bab, Itai ;  Zimmer, Andreas )
• B08 - Regulation der Lipidsynthese in Pflanzenmembranen (Teilprojektleiter Dörmann, Peter )
• B09 - Der Einfluss von GBA2 und Glukosylceramid auf zellulären Dynamiken unter physiologischen und pathologischen Bedingungen (Teilprojektleiterin Wachten, Dagmar )
• B10 - Die physiologische Rolle von AUP1, eines Proteins der intrazellulären Lipidspeichertröpfchen (Teilprojektleiter Thiele, Christoph )
• B11 - Regulierung der angeborenen Immunantwort durch Highdensity Lipoproteine (Teilprojektleiter Latz, Eicke )
• C01 - Rolle von Mannosereceptor-mediierter Endozytose bei Antigen-Kreuzpräsentation (Teilprojektleiter Burgdorf, Sven ;  Kurts, Christian )
• C02 - Zellfreie Analyse der Phagosomenbiogenese in Makrophagen (Teilprojektleiter Haas, Albert )
• C03 - Analyse des neuen Multidomänenproteins p86DM: Koordination von Endozytose, Recycling und Zytoskelett-Organisation (Teilprojektleiter Hoch, Michael ;  Magin, Thomas )
• C04 - Insulin/Insulin Rezeptor Transport und Endocytose in neuroendokrinen Zellen von Drosophila (Teilprojektleiter Pankratz, Michael )
• C05 - Die Rolle von Wurst/Dnajc22 bei der Endocytose in Barrieregeweben (Teilprojektleiter Behr, Matthias ;  Hoch, Michael )
• C06 - Die Regulation der Membrandynamik bei der Chaperon-assistierten selektiven Autophagie (Teilprojektleiter Höhfeld, Jörg )
• Z01 - Herstellung von RNAi-Zelllinien zur funktionellen Analyse von Phosphoinositiden bei der Bildung, Transport und Regulation von Membran-Microdomänen, Lipiden und Proteinen (Teilprojektleiterin Schepers, Ute )
• Z02 - Zentrale Aufgaben (Teilprojektleiter Hoch, Michael )
• Z03 - Transgene Mäuse (Teilprojektleiter Degen, Joachim )
• Z04 - Protein und Lipid Analytik durch Massenspektrometrie und metabolische Lipid-Markierung (Teilprojektleiter Dörmann, Peter ;  Gieselmann, Volkmar ;  Thiele, Christoph )
• Z05 - Transkriptionelle Regulation von Proteinen der Membranbiologie und des Lipidmetabolismus (Teilprojektleiter Schultze, Joachim L. )
• Ö - Sehen, Hören, Verstehen (Teilprojektleiter Hoch, Michael )

• Antragstellende Institution: Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn
• Beteiligte Institution: Max-Planck-Institut für Neurobiologie des Verhaltens - caesar (MPINB)
• Beteiligte Hochschule: The Hebrew University of Jerusalem
• Sprecher: Professor Dr. Michael Hoch