Identification and functional analysis of TNFR2-induced signaling complexes

• Antragsteller: Professor Dr. Harald Günther Wajant
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2007 bis 2011
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 58713751

Der Tumornekrosefaktor (TNF) ist ein pleiotrop wirkendes Zytokin, das seine Wirkung über zwei funktionell unterschiedliche Rezeptoren entfaltet, den TNF-Rezeptor-1 (TNFR1) und den TNFR2. Die TNFR1-Signaltransduktion ist gut verstanden und hat zur Identifikation von Wirkprinzipien geführt, die von genereller Bedeutung für die Regulation des Zelltods und entzündlicher Prozesse sind. Die TNFR2-Signaltransduktion hingegen ist weit weniger gut verstanden. Projektziel war es deshalb, diese besser zu verstehen, auch um dadurch ein umfassenderes Bild der TNF-Signaltransduktion im Allgemeinen zu erhalten. Vor diesem Hintergrund haben wir in der abgelaufenen Förderperiode des Projekts folgende grundsätzliche Befunde gewinnen können. Erstens konnten wir zeigen, dass der TNFR2 die MAP3-Kinase NIK und den alternativen NFkappaB-Signalweg aktiviert. Ferner konnten wir die Deubiquitinase Cyld und Sharpin, eine Untereinheit des E3-Ligasekomplexes, der lineare Proteinubiquitinierung katalysiert, als neue Komponenten des TNFR2-Signalkomplexes identifizieren. Weiterhin fanden wir erstmalig, dass der TNFR2 die Signaltransduktion des TNFR1 moduliert und konnten beträchtliche Ähnlichkeiten in der Funktionsweise des TNFR2 und des verwandten Rezeptors Fn14 nachweisen. Darauf aufbauend sollen in der nun beantragten zweiten Förderperiode des Projekts folgende Fragestellungen angegangen werden.1. Die Aktivierung von NIK und IKK1 sind essentielle Schritte in der Aktivierung des alternativen NFkappaB-Signalwegs. Mittlerweile weiß man aber, dass diese Moleküle auch NFkappaB-unabhängige Funktionen, z.B. in der Notch- und der Wnt-Signaltransduktion, haben. Es soll daher untersucht werden, ob der TNFR2 aufgrund seiner Fähigkeit, NIK und IKK1 zu aktivieren, mit diesen beiden Signalwegen kooperiert. 2. Die Rolle von Cyld und Sharpin in der TNFR2-Signaltransduktion soll in den verschiedenen von uns etablierten Modellen untersucht werden. Sollte sich in unseren Arbeiten Hinweise auf einen TNFR2-Notch oder TNFR2-Wnt Crosstalk ergeben, wird auch hier die Rolle von Cyld und Sharpin analysiert. 3. Fast alle Komponenten des TNFR2-Signalkomplexes werden indirekt durch TRAF2 einem multifunktionellen Adapterprotein mit E3-Ligaseaktivität, rekrutiert. Um die komplexen Effekte von TRAF2 auf die TNFR2-Signaltransduktion getrennt analysieren zu können, sollen knockdown und kockout TRAF2-Zellinien generiert und mit etablierten TRAF2-Mutanten rekonstituiert werden, in denen selektiv einzelne TRAF2-Funktionen defekt sind. 4. Die von uns bisher beschriebenen TNFR2-Signaltransduktionsmechanismen beruhen vor allem auf der Analyse von Tumorzelllinien. Es soll nun auch untersucht werden, welche Rolle diese Mechanismen in humanen und murinen primären Zellen spielen. Besonders vorteilhaft bei der Verwendung primärer muriner Zellen ist dabei, dass hier auch mit Zellen gearbeitet werden kann, die aus Mäusen mit defektem Sharpin oder NIK gewonnen werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen