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Projekt
Funktion von Plakophilin 3 bei der Regulation der Proliferation von Keratinozyten
Antragstellerin
Professorin Dr. Mechthild Hatzfeld
Fachliche Zuordnung
Zellbiologie
Förderung
Förderung von 2015 bis 2024
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 273121986
Desmosomen sind interzelluläre Kontaktstrukturen, die für den stabilen Zusammenhalt benachbarter Zellen unter mechanischer Belastung essentiell sind. Befunde aus unserem Labor zeigen, dass Plakophiline, Komponenten des desmosomalen Plaques Größe und Zahl der Desmosomen sowie die Stärke der Adhäsion kontrollieren. Plakophilin 1 verstärkt die Adhäsion in vivo und in vitro und überführt Desmosomen in einen hyperadhäsiven Zustand, während Plakophilin 3 Desmosomen dynamischer macht. Mäuse mit gezielter Inaktivierung des Plakophilin 1 Gens entwickeln kurz nach der Geburt zahlreiche Hautläsionen (skin fragility) sowie einen Barrieredefekt, der zum Tod der neugeborenen Mäuse führt und bestätigen damit eine wichtige Funktion von Plakophilin 1 in der Haut. Eine Inaktivierung des Plakophilin 3 Gens zeigt dagegen einen vergleichsweise milden Hautphänotyp sowie eine deutliche Wachstumsretardierung.Plakophiline spielen nicht nur eine Rolle in der Adhäsion sondern können unter geeigneten Bedingungen auf eine regulatorische Funktion in der zellulären Signalvermittlung umschalten. IGF1/Insulin signaling führt über die AKT2 Kinase zur Phosphorylierung von Plakophilin 1, was zu einer Translokation ins Cytoplasma führt. Dort stimuliert Plakophilin 1 die Proteinbiosynthese über eine Interaktion mit dem Translationsinitiationsfaktor eIF4A, was wiederum zum Verlust der interzellulären Adhäsion, zu gesteigerter Proliferation und Verankerungs-unabhängigem Wachstum führt. Eine Interaktion des phosphorylierten Plakophilin 1 mit 14-3-3 interferiert mit der desmosomalen Funktion und fördert eine cytoplasmatische Lokalisation.Plakophilin 3 akkumuliert in kultivierten Keratinozyten an tri- bzw- mehrzellulären Kontakten, wo die Zellkontakte dynamischer sind. Plakophilin 3 knockout Keratinozyten zeigen eine signifikant niedrigere Proliferationsrate als wildtyp Keratinozyten. Vergleichende Genexpressionsanalysen zeigen, dass viele Zellzyklus-assoziierte Gene verringert exprimiert sind, ein Großteil davon sind Zielgene des E2F Transkriptionsfaktors. Außerdem zeigt Plakophilin 3 eine spezifische Lokalisation an der mitotischen Spindel. In einem Hefe-2-hybrid-Screen haben wir zudem mehrere putative Interaktionspartner mit Funktion in der Mitose identifiziert.Basierend auf diesen Daten wollen wir im vorliegenden Antrag die Hypothese untersuchen, dass Plakophilin 3 eine Rolle spielt bei der Regulation des Zellzyklus und zwar (a) bei der Regulation des Eintritts in die S-Phase über die Kontrolle der E2F/Rb Aktivität und (b) bei der Regulation der mitotischen Spindel in Assoziation mit MT-bindenden Proteinen. Dazu werden wir untersuchen, wie und auf welcher Ebene Plakophilin 3 die Aktivität der E2F Transkriptionsfaktoren beeinflusst. Zudem wollen wir seine post-translationalen Modifikationen in Abhängigkeit vom Zellzyklus sowie die Funktion in der Mitose zusammen mit seinen Bindungspartnern am Spindelapparat analysieren.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
