Molekulare Mechanismen der Interaktion des Tumorsuppressors Merlin mit Rho-GTPasen / Aufklärung von Neurofibromatose (NF-)relevanten Signaltransduktionswegen und Biomarkern mit Protein Mikroarrays

• Applicants: Professor Dr. Peter Gierschik; Dr. Thomas Joos
• Subject Area: Clinical Neurology; Neurosurgery and Neuroradiology
• Term: from 2005 to 2009
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 16748334

Projektteil Gierschik:Rho-GTPasen sind intrazelluläre Schaltproteine, die als Signalvermittler extrazelluläre Informationen integrieren und diese in örtlich und zeitlich koordinierte Änderungen der subzellulären Lokalisation und/oder Aktivität nachgeschalteter Signalübertragungsproteine übersetzen. Das Tumorsuppressorprotein Merlin, ein Mitglied der Protein-4.1-Familie, interagiert an mehreren Stellen mit der durch Rho-GTPasen regulierten intrazellulären Signalverarbeitung. Es ist sehr wahrscheinlich, dass ein Verlust dieser Interaktionen in Merlin-defizienten Zellen an der Entstehung von Schwannomen und Meningeomen bei Patienten mit Neurofibromatose Typ 2 beteiligt ist. Die molekularen Mechanismen dieser Interaktionen sind jedoch bis heute nicht verstanden. Das hier vorgeschlagene Arbeitsprogramm sieht eine systematische Analyse der Interaktion von Merlin-1 und -2 und anderen Mitgliedern der Protein-4.1-Familie (Ezrin, Radixin und Moesin) mit Rho-GTPasen und/oder ihren Regulatoren vor. Zentrale Hypothese des Vorhabens ist eine indirekte, durch Interaktion mit den anderen Protein-4.1-Familienmitgliedern vermittelte, oder direkte Aktivierung des Rho-GDP-Dissoziationsinhibitors Rho-GDI durch Merlin. Die Untersuchungen sollen an intakten kultivierten Zellen und im zellfreien System an gereinigten Proteinen nach deren funktioneller Rekonstitution durchgeführt werden. Die angestrebten Ergebnisse sollen dazu beitragen, die molekularen Mechanismen der Interaktionen des Tumorsuppressors Merlin mit signalübertragenden Rho-GTPasen und die Bedeutung eines Verlustes dieser Interaktionen für die Entstehung von Tumoren bei Neurofibromatose Typ 2 besser zu verstehen. Projektteil Joos/Deißler:Im Zentralprojekt Protein Mikroarrays wird die im Rahmen dieses Verbunds zur Verfügung stehende, einzigartige Sammlung primärer Zellkulturen aus Schwannomen und Meningeomen von Neurofibromatose Typ2 (NF2) Patienten auf Protein Expressionsmuster analysiert werden. Insbesondere werden vergleichende Untersuchungen gemeinsamer Signalmoleküle mittels Protein Mikroarraytechnologie durchgeführt. Die gewonnenen Daten werden dann zur Identifizierung eines gemeinsamen Pathomechanismus genutzt. Im weiteren ermöglicht der Zugang der Verbundpartner zu Patientenseren verschiedenster klinisch sehr gut charakterisierter NF-Patienten die Initiation einer teilweise empirischen sowie Hypothesen gestützten Suche nach NF-spezifischen Serumbiomarkern. Zur Identifizierung der Biomarker kommt dabei die am EOL und NMI Reutlingen etablierte Bead-basierte Luminex-Technologie zum Einsatz, wohingegen reverse Protein Mikroarrays (planare Wellenleiter Technologie, Zeptosens) zur Proteinexpressionsanalyse der primären Zellkulturen genutzt werden. Beide Technologieplattformen ermöglichen eine fokussierte Proteom-Analyse mit hoher Sensitivität und Spezifität. Planare wie auch Bead-basierte Mikroarray Plattformen bieten zudem die Möglichkeit, Studien von Protein Wechselwirkungen zu betreiben. Hierfür sollen NF-relevante rekombinante Proteine und Proteinkomplexe in einer ersten ¿screening Runde auf high density ProtoArrays (Proteinarrays von rekombinanten humanen Proteinen, Invitrogen) zum Einsatz kommen.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Dr. Helmut Deißler