Molekulare Mechanismen der Podosomen-Dynamik und Makrophagen-Invasion

• Antragsteller: Professor Dr. Stefan Linder
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2007 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 61191235

Podosomen sind spezialisierte Zell-Matrix Adhäsionen, die vor allem in monozytären Zellen wie Mak-rophagen konstitutiv gebildet werden. Podosomen stellen multifunktionelle Organellen dar, die mehre-re Schlüsselfunktionen von invasiven Zellen wie Adhäsion, Matrix Abbau und mechanosensing in sich vereinen. Sie sind daher wohl entscheidend für die invasive Wanderung von Zellen in physiologischen wie pathologischen Szenarien.Podosomen bestehen aus mehreren Unterstrukturen wie einem Aktin-reichen Kern, einer Ringstruktur aus plaque Proteinen sowie einer kürzlich entdeckten Kappenstruktur, die dem Aktin-reichen Kern aufsitzt. Podosomen sind zudem hochdynamische Strukuren, die entscheidend von einem zeitlich wie räumlich exakt kontrollierten Umbau des Aktin-Zytoskeletts abhängen.Dieses Projekt fokussiert sich auf drei neu entdeckte, Aktin-assoziierte Komponenten von Podosomen (Swiprosin-1, SKAP-2 und Scinderin) und ihre Rolle in der Bildung, Koordination, Architektur und Umwälzung von Podosomen. Zwei dieser Komponenten (Swiprosin-1 und SKAP-2) sind zudem Teil der neu entdeckten Kappenstruktur von Podosomen. Besondere Aufmerksamkeit gilt daher ihrer Rolle in der Regulation der Kappenstruktur, der möglichen Interaktion mit bereits identifizierten Kappen-Proteinen sowie ihrem möglichen Einfluss auf Kappen-generierte Aktin-Fasern, die sogenannten "connecting cables", die die Koordination von Einzel-Podosomen in einen geordneten Verband erlauben.Podosomen sind Ca2+-sensitive Strukturen, die zugrunde liegenden Mechanismen sind jedoch weit-gehend unklar. Nachdem sowohl Swiprosin-1 als auch Scinderin durch Ca2+ reguliert werden, wird die Erforschung ihrer jeweiligen Rollen, und insbesondere die mögliche Aktin-severing Funktion von Scinderin, wichtige neue Erkenntnisse in die jeweils beteiligten Signalkaskaden geben. Zudem wird der Einfluss spezifischer Src Kinasen auf Swiprosin-1 und SKAP-2 das Verständnis der zentralen Regulation von Podosomen durch Src Kinasen vertiefen.Wir werden den Einfluss von Swiprosin-1, SKAP-2 und Scinderin mit einer Kombination klassischer sowie neu etablierter Methoden studieren. Dies beinhaltet auch den Einsatz von micropatterns und Kryoelektronen Tomographie. Mit Hilfe dieser Methoden werden wir den Einfluss von Swiprosin-1, SKAP-2 und Scinderin auf Regulation von Podosomen-Bildung, -Architektur und -Funktion auch im 3D Kontext, sowie ihren Einfluss auf die proteolytische Invasion von Makrophagen untersuchen können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen