Transmembran-Signalübertragung durch in-situ Rezeptor-Clusterbindung

• Antragsteller: Professor Dr. Robert Tampé
• Fachliche Zuordnung: Biochemie ; Biologische und Biomimetische Chemie ; Biophysik
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 468346185

Die Kommunikation von Zelle zu Zelle ist für multizelluläre Organismen von entscheidender Bedeutung und basiert auf der dynamischen Anordnung von Rezeptor-Liganden-Komplexen an der Plasmamembran. Das Clustering von Rezeptoren ist ein Schlüsselprozess bei der Signaltransduktion und den pleiotropen nachgeschalteten Zellantworten. Heterotrimere G-Protein-gekoppelte Rezeptoren (GPCRs) gehören zu einer großen Familie von Membranproteinen, die eine Vielzahl von zellulären Prozessen steuern. Die physiologische Relevanz der Assemblierung (Clustering / Confinement) von Rezeptoren ist jedoch noch nicht ausreichend erforscht. In diesem Projekt wollen wir die Membranorganisation von Rezeptoren in-situ kontrollieren und herausfinden, wie Lage, laterale Diffusion, Dichte und Eingrenzung von Rezeptoren frühe Signalereignisse und das endgültige physiologische Ergebnis beeinflussen. Basierend auf unseren jüngsten Durchbrüchen auf diesem Gebiet entwickeln wir interdisziplinäre Konzepte, wie z.B. einen integrativen Ansatz mit kleinen synthetischen Schlüssel-Schloss-Elementen, lichtinduzierenden Matrizen und neuen G-Protein-Sensoren, der uns in die einmalige Position versetzt, Rezeptor-Clustering in lebenden Zellen untersuchen zu können. Mit einer Kombination aus chemischer Biologie, Membranbiochemie, zellulärer Biophysik und bildgebenden Verfahren werden wir den Mechanismus entschlüsseln, der der Aktivierung von Membranrezeptoren sowie der nachgeschalteten Signalübertragung durch Rezeptor-Clustering / -Confinement zugrunde liegt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen