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Projekt
Rolle der Mikroumgebung von Zellen und Geweben auf den Lipidstoffwechsel und zelluläres Signaling bei der Ferroptose
Antragstellerin
Professorin Dr. Maria Fedorova
Fachliche Zuordnung
Zellbiologie
Förderung
Förderung seit 2024
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 549677318
Der Lipidstoffwechsel trägt wesentlich zur Regulierung der Ferroptose und dessen Ausführung bei. Die zelluläre Entscheidung in die Ferroptose zu gehen oder an pro-ferroptotische Stimuli anzupassen, basiert auf dem zellulären Stoffwechselzustand, interzellulären Wechselwirkungen sowie der gesamten Mikroumgebung. Mikroumgebungsfaktoren, die entlang der Stoffwechselachse wirken, wie z.B. Nährstoffsensorik, Sauerstoffverfügbarkeit und pH-Wert, modulieren direkt den Lipidstoffwechsel und damit die Ferroptoseempfindlichkeit. Unser Verständnis solcher Stoffwechselnetzwerke ist jedoch weiterhin eingeschränkt. Die in der ersten Förderperiode durchgeführten Experimente lieferten bereits neue Einblicke in die metabolische Remodellierung von Zellen, die Ferroptose durchlaufen. Neben oxidierten Lipiden, die als "Endpunkte" der Ferroptose fungieren, haben wir mehrere Stoffwechselmerkmale identifiziert, die direkt an der Ausbreitung des Zelltods oder der Anpassung an pro-ferroptotische Stimulationen beteiligt sind. Darüber hinaus haben wir eine aktive Rolle für Lipid-Signalstoffe im Ferroptose-assoziierten Sekretom postuliert, die die interzelluläre Kommunikation während der Ferroptose steuern. Aufbauend auf den molekularen Details der Regulierung des Lipidstoffwechsels unter pro-ferroptotischen Bedingungen, die wir in der ersten Förderperiode erworben haben, wollen wir unseren Blick auf die Regulierung und Ausführung der Ferroptose erweitern, indem wir verschiedene Zellstoffwechselumgebungen und die Zellsignal-Aktivitäten über Lipidsignalstoffe berücksichtigen. Mit Hilfe innovativer Technologien, die wir in unserem Labor entwickelt haben, werden wir unsere Epilipidomics-Plattform nutzen, um die Vielfalt oxidierter bioaktiver Lipide zu untersuchen, sowie einen Click-Chemie-Ansatz, um den Lipidflux in Zellen, die Ferroptose durchlaufen, zu verfolgen. Zusätzlich werden wir die in Zellkulturexperimenten erzielten Ergebnisse durch multimodale Bildgebung von tierischem Gewebe validieren, indem wir die Immunfluoreszenzdetektion von Zelltypen mit der Massenspektrometrie-Bildgebung ihrer Lipotypen kombinieren. Insgesamt wird das vorgeschlagene Projekt eine zeit- und ortsaufgelöste Mappe der Ferroptose-Regulierung und -Ausführung auf molekularer Ebene liefern, die verschiedene Aspekte des Lipidstoffwechsels mit noch nie dagewesener Zelltyp-Spezifität abdeckt und eine Reihe von metabolischen und histologischen Mikroumgebungen widerspiegelt.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
