Funktionelle Proteomik von zellulären Mechanosensing Prozessen

• Antragsteller: Dr. Herbert Schiller
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 324864813

In den letzten 10 Jahren hat sich das Feld der Mechanobiologie schnell weiterentwickelt, und eine Vielzahl von experimentellen Beobachtungen zeigen, daß wahrscheinlich alle Zellen mechanische Einflüße aus ihrer Umgebung verarbeiten um Ihre Aktivitäten zu koordinieren. Die molekularen Details dieser mechano-sensitiven Signalwege sind bis jetzt noch nicht gut erforscht. Das hier vorgeschlagene Projekt ist eine Weiterführung meiner bisherigen Arbeit zum Thema Integrin vermittelte Mechanotransduktion. Unsere preliminären Daten zeigen, dass wir in meinem Labor eine Reihe von hochsensitiven Massenspektrometrie Methoden etabliert haben, welche wir verwenden wollen um verschiedene molekulare Parameter in mechanosensitiven Signalwegen zu analysieren und miteinander zu korrelieren. Wir werden in Fibroblastenzellen, welche Substraten mit unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften ausgesetzt sind, die (1) dynamischen Veränderungen der subzellulären Lokalisation von Proteinen, und (2) die damit verbundenen Veränderungen von Phosphorylierungen genau quantifizieren und miteinander korrelieren. Wir werden weiters (3) durch CRISPR/Cas9 vermitteltes editieren des Genoms von Fibroblastenzellen, verschiedene Knock-out und Phosphorylierungsmutanten herstellen, und die Funktion einzelner Proteine und Phosphorylierungsstellen in der zellulären Mechanotransduktion untersuchen. Die Analyse der Phosphoproteome der Knock-out Zellen und Phosphorylierungsmutanten wird uns erlauben die Vernetzung verschiedener Signalwege zu untersuchen und essentielle Schnittstellen und/oder Modulatoren des Signalschwellenwerts von mechanischen Reizen aufzuzeigen. Unser Ziel ist es fundamentale Mechanismen der zellulären Mechanotransduktion zu verstehen. Wir wollen dies durch eine neuartige Kombination von Zellbiologietechniken mit Massenspektrometrie vermittelter Proteomik und CRISPR/Cas9 vermitteltem editieren des Genoms erreichen. Dieses Projekt wird zur Identifikation von wichtigen Proteinen und Phosphorylierungsschaltern in der zellulären Mechanotransduktion führen, und damit zum Verständnis der Kontrolle von Fibroblastenaktivität in fibrotischen Erkrankungen beitragen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen