FOR 629: Molekulare Mechanismen zellulärer Motilität
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Alle unsere Bewegungen, jeder Schritt und jeder Herzschlag erfordern die ATP-abhängige, produktive Wechselwirkung zwischen dicken und dünnen Filamentsträngen, die von dem Motorprotein Myosin und dem Zytoskelettprotein Aktin gebildet werden. Die aus dieser Wechselwirkung resultierende Motilität, die Umwandlung von chemischer Energie in gerichtete Kraft und Bewegung, ist von zentraler Bedeutung für die Embryogenese und das Organwachstum, sowie Erfahrungs- und Lern-abhängige strukturelle Veränderungen von Neuronen. Sie ermöglicht den aktiven Transport von Vesikeln, Organellen und RNAs im Zytoplasma, die aktive und gerichtete Bewegung von Zellen, Zellteilung und Mitose. Störungen von Motorprotein-vermittelten Prozessen führen zu pathophysiologischen Zuständen, die mitverantwortlich für Herzkreislauferkrankungen, neurodegenerativen Krankheiten und Tumorerkrankungen sind. Im Hinblick auf alternde Bevölkerungsstrukturen gewinnen insbesondere das Versagen von Herz und Kreislauf und neurodegenerative Erkrankungen zunehmend an Bedeutung und gelten als Hauptursachen für Morbidität und Mortalität. Trotz großer Fortschritte im Bereich der chirurgischen und pharmakologischen Intervention, nehmen die Belastungen und wirtschaftliche Auswirkungen von Herz-Kreislauf- und neurologischen Erkrankungen in der Gesellschaft stetig zu. Da Veränderungen der kontraktilen Komponenten des Zytoskeletts häufig an der Entstehung und Progression dieser Erkrankungen beteiligt sind, wurden die zugrunde liegenden molekularen Mechanismen im Rahmen der Forschergruppe 629 unter einer Vielzahl von Aspekten untersucht. Die übergreifende und eng integrierte Zusammenarbeit im Rahmen der Forschergruppe hat innovative Ansätze gefördert. Sie führte so zu einem umfassenderen Verständnis der Beteiligung von motilen Prozessen an pathophysiologischen Veränderungen. Gemeinsam waren wir besser in der Lage geeignete Zielstrukturen zur Manipulation motiler zellulärer Prozesse zu identifizieren. Die aus den Forschungsprojekten hervorgegangenen Ergebnisse erlauben insbesondre eine genauere und differenziertere Beschreibung der Bedeutung von Protein-Isoformen und post-translationalen Modifikationen für das Zusammenspiel der verschiedenen Komponenten der chemomechanischen Maschinerie in unseren Zellen. Sie ermöglichen auch ein besseres Verständnis allosterischer Prozesse und der von krankheitserregenden Mutationen verursachten Veränderungen. Die gemeinsam gewonnenen Erkenntnisse über grundlegende motile Prozesse werden in translationalen Projekten weitergeführt. Neue und innovative Behandlungsstrategien werden experimentell getestet und um ihre Translation in die klinische Anwendung voranzubringen. Unter Verwendung von strukturbasierter rationaler Wirkstoffentwicklung, ist es uns in Teilbereichen bereits gelungen die Spezifität und Wirksamkeit von Maßnahmen mit hohem therapeutischem Potential zu verbessern.
