Funktion von Diaphanous-Related Formins (DRFs)
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das im Rahmen des Emmy-Noether-Programms geförderte Projekt „Funktionen von Diaphanous-Related Formins (DRFs)" beruhte zum grossen Teil auf dem Ansatz, Interaktionspartner für das prototypische Formin mDia1 zu identifizieren, um so prinzipielle Regulationen und zelluläre Funktionen dieser Proteinfamilie zu beschreiben. Diese waren zum damaligen Zeitpunkt (Ende 2003) weitgehend unbekannt. Mit Hilfe der Massenspektroskopie konnten wir mehrere Interaktionspartner für mDia1 aus verschiedenen Zellsystemen isolieren. Das Zytoskelett-regulierende Gerüstprotein IQGAP1 war wegen seiner bekannten Rolle in der Zellpolarität und Zellmotilität ein interessanter Interaktionspartner und wir konnten in der Folge zeigen, dass IQGAP1 als intrazellulärer Rezeptor für Dia1 agierte, um so die lokalisierte Aktinpolymerisation durch Dia1 in der Zellbewegung und in der Phagozytose zu steuern. Dies war ein neues Prinzip der Kontrolle von Formin-vermittelter Aktindynamik und klärte ebenfalls die bis dahin weniger verstandene Rolle von IQGAP1 in der Zytoskelettregulation. Ein weiterer Interaktionspartner, den wir beschreiben konnten, ist der RhoA-Guaninnukleotid-Austauschfaktor LARG. Dies war von besonderem Interesse zum einen, da LARG als Onkogen der Akuten Leukämie bekannt war, und zum anderen da dies ein RhoA-GTPase-Regulator war. In unseren Untersuchungen stellte sich heraus, dass Dia1 über direkte Aktivierung von LARG eine positive Rückkopplung vermittelte, welche essentiell ist für die Aktomyosin-vermittelte Kontraktilität in der Tumorzellinvasion. Dieser Mechanismus stellte ein völlig neues Konzept der Signalregulation dar, in der ein GTPase-Effektorprotein wiederum selbst die GTPase-Aktivität reguliert. Über den Ansatz des Formin-Interaktionsscreens konnten wir ein bislang uncharakterisiertes Protein isolieren, welches wir Suppressor of Cancer Cell Invasion, SCAI, nannten. Dieser Faktor stellte sich als transkriptioneller Regulator des durch Dia1 vermittelten MAL-SRF Signalweges heraus, der wenn dereguliert, die Tumorzellinvasivität stimuliert. Unsere Untersuchungen zeigten ebenfalls, dass SCAI in vielen Tumoren herunterreguliert ist und somit ein potentieller Tumorsuppressor ist. Eine weitere Eigenschaft einiger Formine ist es, neben der Aktinpolymerisation auch die Funktion des Mikrotubuliskeletts zu beeinflussen. Wir konnten zeigen, dass die lokalisierte Aktivität von mDia1 essentiell ist für die Ausbildung stabiler Mikrotubuli bei der gerichteten Zellmigration und Wundheilung. Im weiteren Vertauf konnten wir zusätzlich feststellen, das mDia1 auch direkt die Mikrotubulidynamik beeinflusst und dadurch offenbar die Zellpolarität für die gerichtete und erfolgreiche Zellbewegung steuert. Zusammenfassend, konnten unsere Untersuchungen einen Beitrag zum besseren Verständnis der molekularen Funktton der Proteinfamilie der Formine und damit zu den Grundlagen der Regulation der Zellbewegung leisten. Diese Befunde könnten relevant sein für die Entwicklung neuer pharmakologischer und therapeutischer Strategien zur Beeinflussung invasiver und entzündlicher Erkrankungen wie Tumormetastasierung und -infiltration.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(Siehe online unter https://doi.org/10.1038/onc.2009.515)
