Regulatoren der Kontakt-stimulierten Migration in naszierenden Testis-Myotuben

• Antragsteller: Dr. Maik Christian Bischoff
• Fachliche Zuordnung: Entwicklungsbiologie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2021 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 466788046

Kollektive Zellmigration spielt eine grundlegende Rolle bei Entwicklungsprozessen, Wundheilung, aber auch bei Metastasen. Im Verlauf meiner Promotion habe ich ein neues Modell zur Erforschung kollektiver Zellbewegungen etabliert: das naszierende Testis-Myotuben System in Drosophila. Mithilfe moderner „live-cell imaging“-Methoden sowie unter der Benutzung pharmakologischer und genetischer Pertubation konnte ich einen neuen Mechanismus, der Kontakt-stimulierte Migration (contact stimulation of migration, CSM) vermittelt, identifizieren. Hierbei fungiert Kontakt-abhängige Asymmetrie von Zell-Matrix Adhäsionen als Regelelement, um direktionale Migration in den zellfreien Raum zu vermitteln. Im Gegensatz dazu sorgen kontraktile Aktinbündel für die Integrität des migrierenden Clusters. In dem vorgeschlagenen Projekt werde ich adressieren, wie dieses komplexe Verhalten auf der molekularen Ebene reguliert wird. Zuvor konnte ich zeigen, dass es von der differenziellen Zell-Zell-kontaktabhängigen Regulation der Stabilität von Matrix-Adhäsionen abhängt. Dies scheint von den GTPasen der Rho-Familie Rac2 und Cdc42 orchestriert zu werden. RBD-basierte Biosensoren werden hergestellt und angewendet werden, um zu ermitteln, wo Rac2 und Cdc42 auf subzellulärer Ebene aktiv sind. „Single cell sequencing“-Analysen von prä-migratorischen und migratorischen Muskelzellen werden angewandt, um zu ermitteln, welche Gene bei der Migration hochreguliert sein könnten, die wiederum lokal aktivierend auf GTPasen wirken. Daraufhin werden bioinformatisch priorisierte Kandidaten gezielt über RNAi und zellspezifische CRISPR/Cas9-techniken supprimiert. Vorläufige Ergebnisse zeigen, dass die kollektive Migration von naszierenden Testis-Myotuben von MMP2 abhängig ist. Daher scheinen Myotuben Mechanismen während der Entwicklung zu nutzen, die aus der invasiven Migration von Krebszellen bekannt sind. Um den Einfluss des „microenvironment“, welches vermutlich teilweise degradiert werden muss, vollständig zu verstehen, werden der Aufbau und die produzierenden Gewebe der EZM (extrazelluläre Matrix) adressiert. Der Beitrag des EZM-Aufbaus zu Migration und Invasions-Dynamiken wird untersucht, indem RNAi-Konstrukte spezifisch in benachbarten Geweben exprimiert werden.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Mark Peifer, Ph.D.