SPP 1782 - Teilprojekt: Neue Funktionen von Pals1 bei der Signaltransduktion an den Zell-Zell-Kontakten

Grunddaten zu diesem Projekt

Beschreibung

Die Zell-Zell-Adhäsion und die nachfolgende Etablierung der apikal-basalen Zellpolarität sind wichtige Grundvorsetzung für die Funktionalität von Epithelien. Durch die asymmetrische Verteilung von Rezeptoren, Transportern und Signalmolekülen (z.B. Proteinkomplexe, aber auch bestimmte Lipide) in Epithelzellen stellt die Zellpolarität die selektive Aufnahme von Nahrungsbestandteilen und Signalen auf jeder Zellseite sicher. Spezifische Zell-Zell-Kontakte, die sog. Tight-Junctions sind außerdem für die Bildung von selektiven Permeabilitätsbarrieren wichtig. Studien in den letzten Jahren haben enge Verbindung zwischen der Reifung von Zell-Zellkontakten und Zellpolarisierung auf der einen und intrazellulärer Signalübertragung auf der anderen Seite zeigen können. Dabei scheinen viele dieser Verbindungen in der Evolution (z.B. zwischen der Fliege Drosophila melanogaster und Säugetieren) äußerst konserviert zu sein. Das Protein Pals1 (in Drosophila Stardust/Sdt) ist eine Kernkomponente des Crumbs-Komplexes, von dem wir und andere kürzlich zeigen konnten, dass er neben der Etablierung der Zell-Zell-Kontakte und Zellpolarität auch als Modulator upstream des Hippo-Signalweges agiert. Pals1/Sdt funktioniert hierbei als zentrale Signalübertragungs-Schaltstelle an den Zell-Zell-Kontakten, um über den Hippo-Signalweg Zellwachstum, -differenzierung und -proliferation und somit die Größe von Geweben und Organen zu regulieren. In diesem Projekt möchten wir deshalb erforschen, wie die Pals1 Expressionslevel die Feinabstimmung zwischen Zell-Zell-Kontaktformation, Zell-Zell-Kontakt-abhängiger Genexpression sowie die Aktivierung oder Inaktivierung von Signalübertragungskaskaden reguliert. Zum einen wollen wir dazu herauszufinden über welche Mechanismen in der Zelle Pals1 bei der Etablierung von Zell-Zell-Kontakten stabilisiert bzw. bei einer Dedifferenzierung der Zelle abgebaut wird. Ein weiteres Ziel ist es, die physischen Proteininteraktionen von Pals1 zu identifizieren, welche die Pals1-abhängigen Signalprozesse und das Genexpressionsprofil der Zellen verändern. Schließlich möchten wir herausfinden, wie eine verminderte Pals1-Expression über intrazelluläre Signalwege mit der Entstehung von Tumoren und insbesondere der Metastasierung von Tumorzellen zusammenhängt. Experimentell werden wir diese Ziele teilweise mit Hilfe von kultivierten Säugetierzellen (MDCK-Zellen) als in vitro System adressieren. Darüber hinaus werden wir Drosophila als Modellsystem nutzen, um die in vivo Relevanz unserer Ergebnisse zu überprüfen. Für die Erforschung der Funktion von Pals1 bei der Tumorpathogenese werden wir Kolon-Organoide und kultivierte Kolonkarzinom-Zelllinien verwenden. Somit sollen unsere Experimente einem besseren Verständnis Pals1-abhängiger zellulärer Funktionen, insbesondere bei der Signalübertragung an apikalen Zell-Zell-Kontakten dienen, aber auch helfen, zu verstehen, wie sich die Fehlsteuerung dieser Vorgänge bei der Tumorentstehung bzw. -metastasierung auswirken.