Funktion der Ubiquitin-spezifischen Protease 8 (USP8/UBPy) in T Zellen

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Klaus-Peter Knobeloch
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie ; Immunologie
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 79091578

Die Protein Modifikation durch Ubiquitin spielt eine wichtige Rolle bei der Kontrolle des Immunsystems und wird durch mehr als 90 Deubiquitinierungsenzyme (DUBs) gegenreguliert. Trotz bemerkenswerter Fortschritte im Verständnis einzelner DUBs wie A20, CYLD oder DUBA sind die molekularen und physiologischen Funktionen der meisten DUBs jedoch weiter unklar. Unsere Ergebnisse aus der vorhergehenden Antragsperiode haben die Ubiquitin-spezifische Protease 8 (USP8/UBPy) als eine neue Komponente des T-Zell Rezeptor (TCR) Komplexes etabliert, die mit den Adaperproteinen GADS und 14-3-3beta als Substraten interagiert. Durch T-Zell spezifische K.O. Mäuse gelang es, die physiologische Relevanz zu charakterisieren. USP8 ist essentiell für die T-Zell Entwicklung und Funktion von regulatorischen T-Zellen. In Abwesenheit von USP8 entwickelt sich eine letale Colitis. Mittels retroviraler Rekonstitution konnten wir zeigen, dass sowohl die katalytische Domäne als auch die SH3 Bindungsmotive essentiell für die T-Zell Entwicklung sind. Auf molekularer Ebene konnten wir zeigen, dass der Verlust von USP8 zu einer gestörten Bindung des Transkriptionsfaktors Foxo-1 an den IL7Ralpha Promotor führt und so die Expression von IL7R beeinträchtigt ist. Entsprechend wird auch CCR7 als Foxo1 Zielgen schwächer exprimiert. 5 Minuten nach Stimulation über den TCR tritt ausserdem ein charakteristisches Spaltprodukt von USP8 auf. Kürzlich wurde ein ähnliches Fragment bei Patienten mit Cushing's Syndrom identifiziert, das durch Mutationen in USP8, die eine verstärkte Prozessierung hervorrufen, entsteht. Es konnte gezeigt werden, dass das auftretende USP8 Fragment eine erhöhte enzymatische Aktivität aufweist. Aus diesem Grund haben wir die Hypothese, dass die Aktivität von USP8 nach Stimulation in T-Zellen über proteolytische Spaltung reguliert wird. Zudem konnten wir zeigen, dass die Prozessierung Caspase-abhängig erfolgt. Um die Regulation und die molekulare sowie physiologische Funktion von USP8 in T-Zellen weiter zu charakterisieren, definieren wir folgende Ziele:1. Aufklärung der Funktion von USP8 in hoch- und niedrig affinen TCR/MHC InteraktionenDa die T-Zellentwicklung/ positive Selektion in USP8-defizienten T-Zellen beeiträchtigt ist, wollen wir mit Hilfe des transgenen OT1-TCR Modells untersuchen, inwieweit USP8 eine kritische Funktion in der Unterscheidung zwischen hoch- und niedrig- affinen TCR Signalen einnimmt. 2. Analyse der Funktion von durch USP8 kontrollierter Ubiquitinierung von GADS und 14-3-3 sowie die Identifizierung neuer USP8 Substrate3. Identifizierung der Kinase, die für die Phosphorylierung des 14-3-3BM von USP8 verantwortlich ist und damit die 14-3-3 Bindung induziert.4. Charakterisierung der exakten Proteolysestelle in USP8, Identifizierung der verantwortlichen Caspase und funktionelle Konsequenzen der Prozessierung5. Identifizierung der molekularen Mechanismen, wie USP8 an der Foxo1 vermittelten IL7R Regulation beteiligt ist.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen