Etablierung und Analyse von ArpM1/Actrt3-defizienten Mäusen - ein Instrument zur Untersuchung der männlichen Unfruchtbarkeit

• Antragsteller: Professor Dr. Hubert Schorle
• Fachliche Zuordnung: Reproduktionsmedizin, Urologie ; Entwicklungsbiologie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 546839078

Actin related protein T3 (ACTRT3, auch bekannt als Actin related protein M1 (Arpm1)) ist ein Zytoskelettprotein, dass ausschließlich während der Spermiogenese in der Phase der enormen Umformung von runden zu länglichen Spermatiden exprimiert wird. ACTRT3 wird in der perinukleären Theka (PT) nachgewiesen, einer dünnen, proteinreichen Schicht zwischen dem sich entwickelnden Akrosom und dem hyperkondensierenden Zellkern. Es hat sich gezeigt, dass ACTRT3 an Profilin3 (PFN3) bindet, ein Protein, das für die korrekte Bildung und Funktion des Akrosoms notwendig ist. Wir konnten zeigen, dass das ACTRT3-Protein in Spermien von Mäusen mit PFN3-Defizienz verloren geht, was darauf hindeutet, dass die Interaktion für die Stabilität des Proteins (Komplexes) entscheidend ist. Hier haben wir ein ACTRT3-defizientes Mausmodell etabliert und zeigen, dass solche Männchen unfruchtbar sind. Vorläufige Daten deuten auf einen Defekt in der Struktur und Funktion des Akrosoms hin. Wir stellen die Hypothese auf, dass ACTRT3 in Verbindung mit PFN3 als molekularer Klebstoff fungiert, der PT und Akrosom miteinander verbindet. Wir schlagen vor, i) den Phänotyp im Detail zu analysieren, ii) IP-MassSpec zu verwenden, um die Interaktionspartner von ACTRT3 zu bestimmen, iii) die Interaktion durch CoIP (in Hodenextrakten und unter Verwendung von Zellkultursystemen) zu validieren und iv) einen Proximity Ligation Assay (PLA) zu verwenden, um den Ort und die Interaktion der Partnerproteine in vivo zu bestimmen. Diese Experimente werden uns Informationen über die Rolle und die Interaktionspartner von ACTRT3 während der Spermiogenese liefern. Durch den Vergleich unserer Daten mit den genetischen Daten unfruchtbarer Männer, die vom MERGE-Konsortium gesammelt wurden, werden wir in der Lage sein, die Auswirkungen von Mutationen in ACTRT3 und potenziellen Interaktionspartnern auf die männliche Fruchtbarkeit zu bestimmen. Die vorgeschlagenen Experimente werden also nicht nur zum Verständnis der verschiedenen spermienspezifischen Strukturproteine beitragen, die an der Bildung des Akrosom-PT beteiligt sind, sondern auch unser Wissen über männliche Unfruchtbarkeit erweitern und zur Diagnose und Entwicklung von Behandlungsmethoden beitragen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen