Ein Screening-Verfahren für Regulatoren des Wnt Signalwegs mittels induzierter Nähe zwischen Proteinen in Darmkrebs

• Antragstellerin: Dr. Lucie Wolf
• Fachliche Zuordnung: Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 533617596

Kolorektales Karzinom trägt erheblich zur weltweiten Krankheitslast bei und fast allen Fällen liegen aktivierende Mutationen im beta-Catenin-abhängigen Wnt-Signalweg zugrunde. Dennoch sind derzeit keine Behandlungen für Krankheiten mit erhöhter Wnt-Signalwegsaktivität in klinischer Praxis. Dies verdeutlicht den Bedarf an neuen therapeutischen Ansätzen. Jüngste Fortschritte auf dem Gebiet des gezielten Proteinabbaus lieferten solche neuen Ansätze mit der Entwicklung kleiner Moleküle, die physische Nähe zwischen einem Zielprotein und Bestandteilen der zellulären Proteinabbaumaschinerie (z. B. einer E3-Ubiquitin-Ligase) herbeiführen. Diese induzierte Nähe führt dann zum Abbau des Zielproteins. Der Anwendungsbereich dieser Moleküle ist jedoch begrenzt, da derzeit nur wenige E3s für die Proteinregulierung verwendet werden und systematische Ansätze für die Suche nach weiteren Kandidaten und alternativen Wirkmechanismen fehlen. In dem hier vorgestellten Projekt möchte ich das Konzept der induzierten Nähe nutzen, um mittels eines nahezu proteomweiten Screening Ansatzes für beta-Catenin-Aktivität in Darmkrebszellen neue Regulatoren des Wnt-Signalwegs zu entdecken. Zu diesem Zweck möchte ich zwei Screens durchführen, einen für beta-Catenin Funktionalität und einen für beta-Catenin Proteinmenge. Die Kandidaten für Folgeexperimente werden dann aus der Überschneidungsmenge beider Screens oder nur aus dem Screen für Funktionalität gewählt. Kandidaten, die in beiden Screens gefunden werden, haben das Potenzial beta-Catenin durch Proteinabbau zu regulieren, wohingegen Kandidaten nur aus dem Funktionalitätsscreen möglicherweise einen anderen Wirkmechanismus zeigen. Beide Screens basieren auf endogen mit grün fluoreszierendem Protein (GFP)-markiertem beta-Catenin in Kombination mit einer Bibliothek aus 15.000 offenen Leserahmen, die eine gezielte Rekrutierung jedes GFP-markierten Proteins in ihre Nähe ermöglicht. Auf diese Weise möchte ich das Verständnis dafür erweitern, wie das Konzept der induzierten Nähe im Zusammenhang mit Krebs genutzt werden kann und neue Werkzeuge für den gezielten Proteinabbau zur Regulation des beta-Catenin-abhängigen Wnt-Signalwegs erarbeiten. Basierend auf diesen Erkenntnissen hoffe ich dazu beizutragen, neue Ansätze für die Behandlungsmöglichkeiten von Darmkrebs zu entwickeln.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: Kanada
• Gastgeber: Professor Dr. Stéphane Angers