Molekulare and kinetische Charakterisierung des Notch Koaktivatorkomplexes

• Antragsteller: Professor Dr. Christof Gebhardt; Professor Dr. Franz Oswald
• Fachliche Zuordnung: Biophysik
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 578852385

Der Notch-Signalweg reagiert auf extrazelluläre mechanische Signale durch die Aktivierung bestimmter Gene. Er spielt eine wesentliche Rolle bei der Regulierung der Gewebedifferenzierung und Homöostase und eine gestörte Notch-Signalübertragung wird mit schweren, oft bösartigen Erkrankungen in Verbindung gebracht. Die Ligandenbindung führt zur Spaltung und zum Transport der Notch Intrazellulären Domäne (NICD) in den Zellkern. Dort bildet NICD mit dem Transkriptionsfaktor RBPJ und verschiedenen Koaktivatoren einen DNA-gebundenen Komplex, um Notch-Zielgene zeitlich moduliert zu aktivieren. Nach dem Abbau von NICD rekrutiert RBPJ verschiedene Korepressorproteine und deaktiviert den Notch Signalweg. Der allgemeine Verlauf des Notch-Signalwegs und seine Hauptbestandteile wurden intensiv untersucht. Es fehlen jedoch wichtige Informationen zur Zusammensetzung und zeitlichen Stabilität des Koaktivatorkomplexes. Beispielsweise sind nur wenige Koaktivatorkomponenten charakterisiert und selbst für bekannte Faktoren sind die genauen Interaktionsschnittstellen größtenteils unklar. Darüber hinaus ist der Verlauf des Zusammenbaus des Koaktivatorkomplexes unbekannt, ebenso inwieweit die Lebensdauer des Komplexes mit dem zeitlichen Verlauf der Genexpression korreliert. Diese Frage ist besonders relevant für Krebs-assoziierte NICD-Varianten mit gestörter Degradation. In diesem Antrag möchten wir ein detailliertes Proteininteraktionsnetzwerk innerhalb des Notch-Koaktivatorkomplexes und die Wechselwirkungskinetik der Koaktivatoren bestimmen. Mit biochemischen Methoden werden wir die Zusammensetzung des Komplexes und die Interaktionsschnittstellen der einzelnen Komponenten identifizieren, sowie den zeitlichen Verlauf der Genexpression vermessen. Mithilfe von Einzelmolekül- und Kolokalisierungsexperimenten in lebenden Zellen werden wir den Verlauf des Zusammenbaus und die zeitliche Stabilität des Komplexes bestimmen. Abschließend werden wir untersuchen, wie ein verändertes Interaktionsnetzwerk innerhalb des Komplexes und eine erhöhte Stabilität durch krebsbedingende NICD-Varianten zur Deregulierung der Notch-Signalübertragung beitragen. Unsere Ergebnisse werden helfen, neue Strategien zur Verbesserung pharmakologischer Modulatoren der Notch-Signalübertragung in der Krebstherapie zu entwickeln. Darüber hinaus dienen unsere experimentellen Ansätze als Blaupause für die Bestimmung von Zusammensetzung, Stabilität und Lebensdauer biologischer Komplexe in lebenden Zellen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen