Membran-Plattformen bei der regulierten Sekretion in Endothelzellen

• Antragsteller: Professor Dr. Volker Gerke
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 316697282

Vaskuläre Endothelzellen reagieren auf Verletzungen des Gefäßsystems und lokale Entzündungsreize durch die akute Oberflächenpräsentation von Adhäsionsrezeptoren für Thrombozyten und Leukozyten, insbesondere von-Willebrand Faktor (VWF) und P-Selektin. Diese Adhäsionsmoleküle werden in charakteristischen Sekretgranula, den sogenannten Weibel-Palade bodies (WPB), gespeichert und können nach Aktivierung der Endothelzellen durch regulierte Exozytose freigesetzt werden. Im Projekt werden die molekularen Mechanismen untersucht, die den finalen Schritten der regulierten WPB Exozytose zugrunde liegen. Hierbei liegt ein Hauptaugenmerk auf dynamischen Protein/Lipid-Domänen der Plasmamembran, die als Anheftungs- und Fusionsstellen für WPB dienen. Wir konnten zeigen, dass sich Orte der WPB-Plasmamembran-Fusion durch einen hohen Gehalt an Phosphatidylinositol-(4,5)-bisphosphat [PI(4,5)P2] auszeichnen, und wir konnten einige WPB- und PI(4,5)P2-bindende Proteine identifizieren, die an diesen Fusionsstellen angereichert sind. Die Bedeutung der PI(4,5)P2 Anreicherung und die Funktion der identifizierten PI(4,5)P2-bindenden Proteine für die akute WPB Exozytose sollen nun durch spezifische Manipulationen untersucht werden (ortsspezifische Expression von Lipidphosphatasen und -kinasen, Proteindepletion und -überexpression). Dies wird kombiniert mit Lebendzellmikroskopie, um die jeweilige Lipid- und Proteindynamik mit den Orten der WPB Fusion zu korrelieren. In einem zweiten Satz an Experimenten soll die Bedeutung von bestimmten RabGTPasen für die finalen Schritte der WPB Exozytose ermittelt werden. Wir konnten eine Reihe von RabGTPasen als positive Regulatoren der WPB Exozytose identifizieren, die bislang nicht mit diesem Prozess in Verbindung gebracht wurden. Im Projekt soll nun die Funktionsweise dieser GTPasen durch Identifikation ihrer spezifischen Effektoren und Regulatoren charakterisiert werden. In der Summe sollen die Ergebnisse zu einem molekularen Verständnis der Zusammensetzung, Dynamik und Regulation von Membranplattformen führen, die als Orte der WPB Fusion fungieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen