Charakterisierung der physiologischen Funktion von TBC1D7, unabhängig - und als Teil des TSC Komplexes

• Antragstellerin: Dr. Sandra Schrötter
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 403153940

Tuberöse Sklerose (TSC) wird durch Mutationen im TSC1 oder TSC2 Gen verursacht. TSC1 und TSC2 formen zusammen den TSC Komplex, welcher die Aktivität von mTORC1 reguliert. Der Komplex aus TSC1 und TSC2, zusammen mit TBC1D7, ist ein negativer Regulator, welcher mTORC1 vorgelagert ist. mTORC1 ist ein Hauptknotenpunkt der anabolisches Zellwachstum und Proliferation reguliert. TBC1D7 ist ein universeller Bestandteil des TSC Komplexes und ist wichtig für dessen Stabilität und GAP Aktivität an Rheb. Eine Funktionsverlustmutation von TBC1D7 in der Keimbahn wurde in TSC Patienten noch nicht diagnostiziert. Bisher wurde der Funktionsverlust des TBC1D7 Proteins mit Megalenzephalie und erhöhter mTORC1 Signalwirkung assoziiert. In den letzten 10 Jahren hat Brendan Mannings Labor wichtige Entdeckungen veröffentlicht, die zu unserem heutigen Verständnis der tuberöse Sklerose und der Funktion des TSC Komplexes beitragen. TBC1D7 wurde auch als ungebundenes Protein im Zytoplasma entdeckt, was eine TSC Komplex-unabhängige Funktion suggeriert. Die genaue Funktion der beiden Populationen (ungebunden oder als Teil des TSC Komplexes) ist bisher weitestgehend unbekannt. Das Hauptziel dieses Projektes ist es, die molekulare Funktion von TBC1D7 zu untersuchen und zu verstehen wie Veränderungen dieser Funktionen zu den zellulären Phänotypen der verschieden klinischen Manifestationen von TSC führen können. Ich bin überzeugt, dass das Verständnis der Funktion von TBC1D7, zum einen als Teil des TSC Komplexes und zum anderen als ungebundenes Protein, uns Einsicht in neue Signalwege und Prozesse geben wird, welche in TSC Patienten dysreguliert sind. Ich werde verschiedene zellbiologische und biochemische Methoden benutzen um die Funktion von TBC1D7, im Besonderen im Gehirn, in vitro und in vivo zu studieren. Die drei Hauptaufgaben dieses Projektes sind (1) neue Interaktionspartner von TBC1D7 im Gehirn zu identifizieren, (2) eine neu generierte, Ganzkörper Tbc1d7 knock-out Maus zu charakterisieren und (3) den Einfluss von TBC1D7 auf den zellulären Metabolismus zu untersuchen. In den ersten Monaten meiner Postdoczeit im Manning Labor konnte ich, mit Hilfe der CRIPSR/Cas9 Technik, eine Tbc1d7 knock-out Maus erzeugen. Diese Mäuse sind überlebensfähig und haben keine ersichtlichen Auffälligkeiten. Daher bin ich überzeugt, dass die knock-out Mäuse ein entscheidendes Instrument für dieses Projekt sein werden um die physiologische Funktion von TBC1D7 zu untersuchen. In diesem Antrag will ich mich darauf fokussieren, ein besseres Verständnis des Zusammenhanges zwischen neuen Signalwegen und Funktionen des ungebundenen TBC1D7 Proteins und des TSC Komplex-gebundenen TBC1D7 Proteins zu erhalten. Ein grundlegendes, molekulares Wissen ist notwendig bevor man neue therapeutische Ansätze für TSC-Patienten in Erwägung ziehen kann.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Dr. Brendan Manning