Mechanische Aktivierung von TRP-Kanälen durch „force-from-filament“-Mechanismen und ihre Kopplung an Piezo1

• Antragstellerin: Dr. Tabea Caroline Fricke
• Fachliche Zuordnung: Anatomie und Physiologie ; Anästhesiologie
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 577614085

Zellen im menschlichen Körper sind fortwährend mechanischen Reizen ausgesetzt, etwa Dehnung, Druck oder Scherkräften. Um diese wahrzunehmen und in biologische Signale umzuwandeln, besitzen sie spezialisierte Proteine, sogenannte mechanosensitive Ionenkanäle. Diese steuern wichtige Prozesse wie Wahrnehmung von Berührung, aber auch Zelldifferenzierung oder Immunantworten. Trotz ihrer zentralen Bedeutung ist bislang wenig darüber bekannt, wie genau diese Kanäle mechanische Informationen erkennen und weiterverarbeiten. Das beantragte Forschungsvorhaben zielt darauf ab, die mechanosensorische Funktion einer bestimmten Familie solcher Ionenkanäle – der sogenannten TRP-Kanäle – grundlegend neu zu untersuchen. Dabei sollen zwei komplementäre Hypothesen geprüft werden: 1. TRP-Kanäle wirken als primäre Mechanosensoren, die gezielt über zelluläre Kontaktstellen wie das Zytoskelett oder die extrazelluläre Matrix aktiviert werden („force-from-filament“) – im Gegensatz zur klassischen Membrandehnung. 2. TRP-Kanäle werden sekundär durch andere mechanosensitive Kanäle wie Piezo1 aktiviert, wodurch sie mechanische Signale verstärken oder modulieren („Mechanoamplifikation“). Ziel ist es, herauszufinden, welche dieser Mechanismen physiologisch relevant sind und wie sie zelluläre Antworten auf mechanische Reize mitbestimmen – z. B. in Geweben mit hoher mechanischer Belastung. Im Rahmen des Vorhabens sollen die Rolle von Piezo1 und TRPV2 in kardialen Fibroblasten untersucht und deren Beitrag zur Differenzierung in Myofibroblasten analysiert werden – einem zentralen Prozess bei krankhaften Umbauprozessen wie Fibrose. Neben siRNA-basierten Knockdowns kommen funktionelle Analysen (Calcium-Imaging, mechanische Stimulation, Genexpressionsanalysen) sowie proteinbiochemische Methoden (z. B. Co-Immunpräzipitation) zum Einsatz. Die Ergebnisse sollen ein neues Verständnis mechanosensitiver Signalverarbeitung ermöglichen – mit potenzieller Relevanz für die Grundlagenforschung wie auch für pathophysiologische Mechanismen bei Herzerkrankungen.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: Australien
• Gastgeber: Professor Boris Martinac, Ph.D.