FOR 5762:  Zell-nicht-autonome Regulation organismischer Proteostase

• Fachliche Zuordnung: Biologie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 531902955

Der Erhalt eines gesunden Proteoms ist eine lebenslange Herausforderung für einzelne Zellen eines Organismus. Die Protein Homöostase (oder Proteostase) wird jedoch ständig herausgefordert, da geschädigte Proteine durch proteotoxischen Stress akkumulieren, der durch ständig wechselnde Stoffwechsel-, Umwelt- und pathologische Bedingungen entsteht. Die Proteostase wird über ein konserviertes Netzwerk von Qualitätskontrollwegen sichergestellt, die die Biogenese korrekt gefalteter Proteine orchestrieren, eine Fehlfaltung von Proteinen verhindern und potenziell schädliche Proteine durch selektiven Abbau entfernen. Dennoch hat das Proteostase-Netzwerk eine begrenzte Kapazität; seine Verschlechterung beeinträchtigt die zelluläre Funktionalität und die Lebensfähigkeit von Organismen, w zu metabolischen, onkologischen oder neurodegenerativen Störungen führt. Während zellautonome Qualitätskontrollmechanismen umfassend untersucht worden sind, legen neuere Arbeiten eine systemische Koordination der Proteostase zwischen verschiedenen Geweben nahe. Diese Ergebnisse deuten auf die Existenz Zell nicht-autonomer Kommunikationswege hin, die Proteostase Mechanismen über Gewebe hinweg integrieren und ausbalancieren, um das Proteom des Organismus zu schützen. Konventionelle Studien in historisch separierten Gebieten befassten sich eher mit individuellen Qualitätskontrollwegen als mit der systemischen Koordination und Verknüpfung von proteostatischen Schaltstellen. Das vorgeschlagene Forschungsvorhaben zielt insbesondere darauf ab, die dynamische Regulation der organismischen Qualitätskontrollwege zu verstehen, die Umwelt- und Stoffwechselveränderungen integrieren. Die detaillierte Analyse der nicht-autonomen, zellulären Koordinationsmechanismen wird es uns ermöglichen, ein globales Bild der konservierten Interorgan-Netzwerke zu erstellen, die zur Sicherung des organismischen Proteoms bei Gesundheit und Krankheit erforderlich sind. Unser interdisziplinäres Projekt wird biochemische, zellbiologische, (opto)-genetische, proteomische und metabolomische Ansätze kombinieren, um die molekularen Mechanismen zu definieren, die der Regulierung der organismischen Proteostase unter bestimmten physiologischen und pathologischen Bedingungen zugrunde liegen. Diese zeitgemäße Initiative baut auf einem hochgradig kooperativen akademischen Umfeld an der Universität zu Köln (UzK) auf, das durch strategische Berufungen und beträchtliche Investitionen gestärkt worden ist und so den Weg für die Entwicklung eines international sichtbaren Zentrums für Proteostase Forschung ebnet.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen

Projekte

• Chaperonvermittelte Redoxkontrolle in der Regulation organismischer Proteostase (Antragstellerin Ulrich, Kathrin )
• Die Rolle der Kommunikation zwischen den Organen beim Ausgleich der Proteostase und der mitochondrialen Funktion (Antragstellerin Trifunovic, Aleksandra )
• Die Rolle der Sinneswahrnehmung bei der nicht-autonomen Proteostase-Signalgebung in Zellen (Antragsteller Hoppe, Ph.D., Thorsten )
• Identifizierung von neuronalen Schaltkreisen in der nicht-autonomen Kontrolle der Leberprotease (Antragsteller Brüning, Jens Claus )
• Interorganische Kommunikation zur Regulierung der stress-induzierten Produktion von Exopheren in Muskelzellen (Antragstellerinnen / Antragsteller Deuerling, Ph.D., Elke ;  Gamerdinger, Ph.D., Martin )
• Koordinationsfonds (Antragsteller Vilchez, David )
• Mechanismen der Proteostaseregulation im Organismus nach genotoxischem Stress (Antragsteller Schumacher, Björn )
• Regulierung der neuronalen Proteostase durch die Keimbahn (Antragstellerinnen / Antragsteller Lee, Ph.D., Hyun Ju ;  Vilchez, David )
• Z1 Plattform für quantitative Proteomik und Datenintegration (Antragsteller Krüger, Marcus ;  Vilchez, David )
• Zell-nicht-autonome Regulation der Proteostase in Podozyten der Niere (Antragsteller Benzing, Thomas )
• Zell nicht-autonome Veränderungen der neuronalen Proteostase während der Neurodegeneration (Antragstellerin Dudanova, Ph.D., Irina )

• Sprecher: Professor Dr. David Vilchez