Bestimmung redox regulatorischer Mechanismen in der Adaption des Skelettmuskels

• Antragsteller: Dr. Nils Burger
• Fachliche Zuordnung: Endokrinologie, Diabetologie, Metabolismus ; Anatomie und Physiologie ; Biochemie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 501493132

Das Ziel dieses Projektes ist es, unser Verständnis der grundlegenden Biologie, die der Anpassung des Skelettmuskels unterliegt weiterzuentwickeln, wobei ein besonderer Fokus auf der mechanistischen Rolle der Redox-Signalübertragung liegt. Bewegung ist eine der wirksamsten Strategien in der Prävention oder Heilung von kardiovaskulären Erkrankungen, Typ-2 Diabetes und Übergewicht. Die Adaption des Skelettmuskels ist eine Antwort auf Bewegung, bei der die Muskelleistung erhöht und die systemische Gesundheit gefördert wird. Die Anpassungsreaktion wird teilweise durch den kritischen Krebs-Zyklus-Metaboliten Succinat vermittelt, der sich während des Trainings anreichert und als parakrines Signal auf verschiedene Muskelzellen wirkt. Interessanterweise ist Succinat auch einer der Hauptauslöser der Produktion von mitochondrialen reaktiven Sauerstoffspezies (ROS). ROS gelten als wesentliche Signale, die die adaptive Reaktion auf Bewegung steuern, wahrscheinlich über Cystein Redox-posttranslationale Modifikationen (PTMs). Redox-PTMs haben eine weitreichende regulierende Wirkung auf Stoffwechselwege und zelluläre Prozesse, oft durch koordinierte Regulierung ganzer Proteinnetzwerke. Dieses Projekt wird die Metabolom- und Redox-Proteom-Landschaft in murinem und humanem Skelettmuskel nach körperlicher Anstrengung auf exakte Weise ermitteln, um die Mechanismen der Redox-Signalgebung in der Skelettmuskeladaption systematisch zu charakterisieren. Die Anwendung neu entwickelter Technologien zur Untersuchung von Cystein-Proteomen und Metabolomen, gepaart mit biochemischen Verfahren, ermöglicht es die molekulare Grundlage konservierter redox-regulierter Signalwege zu identifizieren, welche die Muskeladaption kontrollieren. Darüber hinaus wird die Manipulation von mitochondrialen ROS im Skelettmuskel und deren Auswirkung auf die Adaption untersucht. Dieses Projekt wird fundamentale und konservierte Redoxprozesse, welche die Skelettmuskeladaption regulieren, sowie deren Targets enthüllen und darüber hinaus essentielle mechanistische Einsichten liefern, wie Bewegung die kardiovaskuläre und metabolische Gesundheit fördert.

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