Die Untersuchen der Rolle von ARF GTPasen in Komplementrezeptor-induzierter Mastzellaktivierung

• Antragstellerin: Dr. Pia Hagenbach
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie ; Immunologie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 545019013

Mastzellen sind spezialisierte Immunzellen, welche hauptsächlich bekannt sind durch ihre Rolle in Allergie. Sie reagieren auf externe Stressoren durch die schnelle Trigger-induzierte Exozytose ihrer sekretorischen Granula (SG). Diese Vesikel sind ein Reservoir von inflammatorischen Botenstoffen und a priori zur Verteidigung in der Zelle gespeichert. Dieser sehr stark regulierte Prozess beinhaltet das Binden eines Liganden an plasmamembranstämmigen Rezeptoren, gefolgt von deren Endozytose sowie dem vesikulären Transport der SG zur Fusion mit der Plasmamembran. Obwohl ARF GTPasen eine Hauptrolle als Regulatoren in intrazellulärem Transport spielen, ist es weitestgehend unbekannt, wie sie den Transport in der Mastzelle delegieren. Um dies zu beleuchten, plane ich im Speziellen die Rolle von ARF1 und ARF6 im Transport der G-protein-gekoppelten Rezeptoren (GPCRs), C3aR und C5aR, zu erschließen, welcher Teil des Komplementsystems sind. Vor allem im Falle von GPCRs ist das Verständnis ihres Transports von besonderer Bedeutung da sie unterschiedliche Signalkaskaden abhängig von ihrer subzellulären Lage auslösen. Sowohl ARF1 als auch ARF6 wird eine Rolle in post-Golgi Transport zugeschrieben. Des Weiteren deutet die derzeitige wissenschaftliche Beweislage auf ihre Rolle in endozytischem Recycling von Rezeptoren und auch SG Biogenese sowie deren Exozytose hin. Unter Anwendung von CRISPR/Cas9 Geneditierung, dynamischen Konfokal- und hochauflösenden STED (Stimulated Emission Depletion)-Mikroskopie, Proteindegradationsstrategien und Trafficking Assays planen wir die Transportmechanismen von C3aR und C5aR und die Funktion von ARF GTPasen in diesem Prozess zu bestimmen. Insbesondere beabsichtigen wir 1) endogen markierte „knock-in“ Mastzell-Linien zu generieren, 2) die Art des endozytischen Transports der Rezeptoren nach Ligandenbindung zu definieren, 3) Einblicke in den anterograden Transport der Rezeptoren vom endoplasmatischen Retikulum zur Plasmamembran zu gewinnen und 4) die Rolle von ARF1 und ARF6 in der Trigger-induzierten Internalisierung und Exozytose der Rezeptoren aufzuklären. Zusammenfassend erlaubt uns dieses Projekt die Dynamiken mit sowohl zeitlicher als auch räumlicher und nanoskalierter Auflösung von C3aR und C5aR zu ermitteln und damit ein generelles Verständnis von ARF GTPasen in sowohl Komplementrezeptor-induzierter Mastzellaktivierung als auch Mastzellfunktion allgemein zu bieten.

• DFG-Verfahren: WBP Stelle