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Projekt
Chaperon-vermittelte Regulation der Phasenseparation von Huntingtin (HTT)
Antragstellerinnen
Professorin Dr. Janine Kirstein; Professorin Dr. Fan Liu
Fachliche Zuordnung
Biochemie
Förderung
Förderung seit 2025
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 545039200
Huntingtin (HTT) enthält einen Polyglutamin-Bereich, der vom ersten Exon des Huntingtin-Gens kodiert wird und das HTT-Protein anfällig für Aggregationen macht. HTT kann reversible flüssigkeitsähnliche Aggregate bilden, die sich in feststoffähnliche Aggregate mit fibrillärer Struktur umwandeln können. Der Phasenübergang wird durch den pathogenen polyQ-Streckenabschnitt sowie durch die polyQ-flankierende Poly-Prolin (polyP)-Domäne reguliert. Wir haben kürzlich gezeigt, dass der trimere Chaperonkomplex Hsc70, DNAJB1 und Apg2 die HTT-Aggregation unterdrücken und auch amyloide HTT-Fibrillen auflösen kann. Derselbe Chaperonkomplex kann mit HTT ko-kondensieren und die Verfestigung von HTT unterdrücken, die der Bildung von Amyloidfibrillen vorausgehen kann. DNAJB1 initiiert die Bindung an HTT, und mit Hilfe der Crosslinking-Massenspektrometrie haben wir die Schnittstelle von DNAJB1 und HTT kartiert. DNAJB1 bindet mit einem bestimmten Motiv innerhalb seiner C-terminalen Domäne an den zweiten Prolinabschnitt der prolinreichen Domäne (PRD) von HTT. Die PRD stellt nicht nur eine neue Bindungsstelle für Chaperone dar, sondern auch eine Domäne, die die Kondensations- und Aggregationsneigung von HTT reguliert. In diesem Projekt werden die Gruppen von Kirstein und Liu untersuchen, wie DNAJB1 zusammen mit Hsc70 und Apg2 die Faltungslandschaft von HTT vom löslichen Monomer zu Kondensaten und Fibrillen und umgekehrt im Disaggregationsprozess reguliert. Wir werden den Mechanismus von DNAJB1 mit verwandten J-Domänen-Proteinen vergleichen, die in einer Hsc70-abhängigen und -unabhängigen Weise arbeiten und ebenfalls an der Regulierung der aberranten Faltung von HTT beteiligt sind. Janine Kirstein ist Expertin für die biochemische Analyse von molekularen Chaperonen und HTT und kann die aberrante Faltung von HTT und ihre Regulierung durch molekulare Chaperone sowohl in vitro als auch im Tiermodell C. elegans untersuchen. Fan Liu bringt ihr Fachwissen in der Vernetzungsmassenspektrometrie und in Proteomanalysen ein, um die vorübergehenden Wechselwirkungen zwischen Chaperonen und HTT in seinem löslichen, kondensierten und aggregierten Zustand zu kartieren. Gemeinsam können sie aufklären, wie Chaperone und Chaperonkomplexe an verschiedene Konformationseinheiten des Amyloidproteins HTT binden und diese umgestalten können. Die Kenntnis dieser Wechselwirkungen könnte dazu beitragen, therapeutische Strategien für die Huntington-Krankheit (HD) zu entwickeln, um die Anhäufung verschiedener HTT-Konformationen zu unterdrücken.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
