In vivo Analyse dynamischer Protein-Interaktionen und -Wanderungen im CREB und Wnt-Signaltransduktionsweg durch fluoreszenzmikroskopische FRET und FRAP-Analyse
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Der Wnt Signaltransduktionsweg ist ein wichtiger Regulator zahlreicher entwicklungsbiologischer Prozesse und seine unkontrollierte Aktivierung führt zur Tumorenstehung. Aus diesem Grund ist die Aufklärung der molekularen Grundlagen des Signalwegs eine wichtige Voraussetzung für das Verständnis normaler als auch pathogener Prozesse. Im Mittelpunkt des Signalwegs steht das nucleozytoplasmatlsche Protein ß-Catenin, welches nach seiner Stabilisierung durch Wnt Signale und der damit verbundenen Anreicherung im Zellkern Veränderungen in der Genexpression auslöst. Wir haben in diesem Projekt die Dynamik des Austauschs von ß-Catenin zwischen dem Zytoplasma und dem Zellkern untersucht, um festzustellen, wie die Kernlokalisation von ß-Catenin durch Wechselwirkung mit bekannten Interaktionspartnem, die im Wnt Signalweg funktionell wichtig sind, reguliert wird. Wir fanden, dass ß-Catenin ein hochmobiles Protein ist, welches schnell zwischen Zytoplasma und Zellkern austauscht. Durch Bindung von ß-Catenin an die zytoplasmatischen Proteine APC und Axin/Conductin kommt es zu einer Verlangsamung der Bewegung von ß-Catenin und damit zu einer Retention im Zytoplasma. Dagegen halten Kernfaktoren, wie TCFs und BCL-9 ß-Catenin im Zellkern zurück, z.T. ebenfalls durch Einschränkung seiner Mobilität oder durch andere, noch nicht geklärte Mechanismen. Unerwarteter Weise hat die Aktivierung des Wnt Wegs keinen Einfluss auf diese Prozesse, weshalb man davon ausgehen muss, dass die Interaktionspartner den Grundzustand der nukleozytoplasmatischen Verteilung von ß-Catenin bestimmen, dass die Aktivierung von ß-Catenin nach seiner Stabilisierung diese Verteilung aber nicht verändert.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2005). Glutamine rich and basic region/leucine zipper (bZIP) domains stabilize cAMP-response element-binding protein (CREB) binding to chromatin. J Biol Chem. 260, 15103-15110
Mayr, B., Guzman, E., Montminy, M.
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(2006). Nucleo-cytoplasmic distribution of β-catenin is regulated by retention. J Cell Sci 119, 1453-1463
Krieghoff, E., Behrens, J., and Mayr, B.
