FOR 5547:  Entschlüsselung der Rolle der primären Ziliendynamik in der Gewebeorganisation und -funktion

• Fachliche Zuordnung: Biologie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 503306912

Eine zentrale biologische Fragestellung ist, wie sich Zellen zu Geweben zusammensetzen und die Integrität von Geweben aufrechterhalten. Primäre Zilien ragen aus der Oberfläche fast aller Wirbeltierzellen heraus, wo sie extrazelluläre Signale wahrnehmen und lokal weiterleiten. Primäre Zilien spielen eine zentrale Rolle während der Entwicklung von Geweben, deren Homöostase und Remodellierung bei Krankheiten. Die Funktion der primären Zilien beruht auf i) der dynamischen Zusammensetzung von Molekülen innerhalb des Ziliums, die durch die ziliäre Transportmaschinerie reguliert wird, ii) der kontextabhängigen Wahrnehmung und Verarbeitung extrazellulärer Reize und iii) dem dynamischen Auf- und Abbau der primären Zilien. Wir verfolgen die Hypothese, dass die Integration dieses Dreiklangs der primären Ziliendynamik entscheidend für die Kontrolle zellulärer Prozesse während der Gewebeorganisation und -funktion ist. Die Untersuchung der molekularen Grundlagen dieser Prozesse erfordert einen kollaborativen Ansatz in einer Forschungsgruppe (FOR), in der wir Expertise zur Analyse der Dynamiken von primären Zilien in verschiedenen Gewebetypen bündeln. Unsere Forschungsgruppe besteht aus sieben Projekten (P1 bis P7). P1, P2 und P3 analysieren, wie die Dynamik der intraziliären Moleküle das Zellschicksal, die Morphogenese und die Gewebeorganisation steuert. P4 und P5 untersuchen, wie extrazelluläre Stimuli die Dynamik der primären Zilien regulieren und so Differenzierung und Funktion von Zellen steuern. P6 und P7 untersuchen die molekularen Mechanismen, die der Dynamik des Auf- und Abbaus der primären Zilien und den Veränderungen der ziliären Signaldynamik bei der Steuerung der Gewebeorganisation zugrunde liegen. Durch die Integration eines Mercator-Fellows wollen wir standardisierte Verfahren zur Analyse der Ziliendynamik mittels Bildgebung erarbeiten. Jedes Projekt der Forschungsgruppe deckt mindestens zwei Ebenen der Ziliendynamiken ab und verfolgt einen Ansatz von 2D-Zellkulturen hin zu 3D-Organoide oder Tiermodellen. Unser gemeinsames Ziel ist es, die Dynamiken von primären Zilien in verschiedenen Zellen und Geweben zu analysieren und gemeinsame und kontextspezifische Mechanismen aufzudecken, die die Gewebeentwicklung und -funktion steuern. Langfristig wird unsere gemeinsame Arbeit ermöglichen, die Mechanismen zu entschlüsseln, die die Ziliendynamik bei Ziliopathien beeinträchtigen, und potenzielle therapeutische Zielmoleküle zu identifizieren.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen

Projekte

• Der Einfluss des dynamischen Abbaus von Zilien auf zelluläre Signale während der Embryonalentwicklung (Antragsteller Mick, David ;  Walentek, Peter )
• Die Dynamik der primären Zilien in der Entwicklung und Homöostase des Fettgewebes (Antragstellerinnen Mass, Elvira ;  Wachten, Dagmar )
• Dynamik von Primär-Zilien in der Entwicklung des Gangnetzes der Bauchspeicheldrüse (Antragstellerinnen / Antragsteller Friedrich, Benjamin M. ;  Grapin-Botton, Anne )
• Dynamik von primären Zilien bei der Bestimmung der neuralen Vorläuferzellen-Erhaltung während der Gehirn-Entwicklung (Antragsteller Gopalakrishnan, Ph.D., Jay )
• Dynamische Regulation von ziliären RNA-bindenden Proteinen in Epithelzellen der Niere (Antragsteller Müller, Roman-Ulrich ;  Schermer, Bernhard )
• Konsequenzen des FT-dynein-2 gesteuerten ziliären Proteintransports für die Skelettentwicklung (Antragstellerin Schmidts, Miriam )
• Koordinationsfonds (Antragsteller Gopalakrishnan, Ph.D., Jay )
• Primäre Ziliendynamik in Entwicklung, Homöostase und Funktion des retinalen Pigmentepithels (Antragstellerin May-Simera, Ph.D., Helen )

• Sprecher: Professor Jay Gopalakrishnan, Ph.D.