Anschlussprojekte | Sonderprojekte

Förderbeginn 01.07.2003

Raf Kinasen und Apoptose Kontrolle

Prof. Dr. Ulf R. Rapp
Universität Würzburg
Institut für Medizinische Strahlenkunde und Zellforschung

Prof. Dr. John C. Reed M.D.
University of California, San Diego
Department Molecular Pathology and Biology


Raf Kinasen agieren an der Spitze einer Signalkaskade, der Raf-MEK-ERK Kinasekaskade, die in zahlreiche biologische Prozesse wie zum Beispiel Proliferation, Apoptose, Differenzierung und Krebs involviert ist. Kürzlich konnten wir eine Verbindung zwischen sogenannten IAPs (Inhibitors of Apoptosis Proteins) und Raf Kinasen etablieren (Jordan et al., J. Biol. Chem. 276:39985-9). Das Ziel der Kooperation mit John Reed ist eine detaillierte Analyse der Protein-Protein-Interaktionen und der funktionellen Auswirkungen dieser Interaktionen unter besonderer Berücksichtigung von NRAGE, einem von uns isolierten Regulators von XIAP, einem Familienmitglied der IAPs. Wir werden Proteinkomplexe mit Methoden und Hilfsmitteln isolieren und charakterisieren, die gegenwärtig nur den beteiligten Gruppen zur Verfügung stehen. Das vorgeschlagene Projekt wird unser Wissen über die Biologie von Raf Kinasen und ihre Verknüpfung zu wichtigen Regulatoren des programmierten Zelltods erweitern. Mittelfristig ist zu erwarten, dass dieses Projekt zur Isolierung und Charakterisierung neuer Zielmoleküle zukünftiger Krebstherapien beitragen wird.

Abschlussbericht
Raf Kinasen agieren an der Spitze einer Signalkaskade, der Raf-MEK-ERK Kinasekaskade, die in die Regulation zahlreicher biologischer Prozesse, wie zum Beispiel Proliferation, Apoptose, Differenzierung und Krebs, involviert ist. In einer weiter zurückliegenden Kooperation mit John Reed konnten wir nachweisen, daß BAG-1, ein Bcl-2 bindendes Protein, mit C-Raf interagiert und es auch aktiviert (Wang et al., Proc. Natl. Acad. Sci USA 93:7063-68, 1996). Ebenso konnten wir zeigen, daß Bcl-2 Raf an die äußere mitochondriale Membran transportiert, um dort Zellüberlebensprozesse zu fördern (Wang et al., Cell 87:629-38, 1996).

Lange war es unklar, durch welchen Mechanismus der Komplex aus Raf, Bcl-2 und BAG-1 zelluläre Überlebensprozzese steuert. Mit Hilfe der Unterstützung von BaCaTec gelang es uns jetzt, einige neue Aspekte dieser Interaktion zu entschlüsseln. So konnten wir nachweisen, daß die genetische Inaktivierung von BAG-1 in Mäusen zu massiver Apoptose in hämatopoietischen sowie neuronalen Zellen führt (Götz et al., Nature Neuroscience 8:1169-78, 2005). Mit bestimmten Zellmarkern konnten wir die Entwicklungszeitpunkte ausfindig machen, an denen BAG-1 essentiell für die korrekte Ausführung bestimmter zellulärer Vorgänge ist. Mit biochemischen Methoden konnten wir die betroffenen Signalwege verfolgen und nachweisen, daß BAG-1 absolut notwendig für die Ausbildung und intrazelluläre Lokalisation des Komplexes aus Raf, und BAG-1, sowie weiterer Signalmoleküle, wie z.B. Hsp70 und AKT, ist. Zusätzlich zeigte sich, daß die Expression von Proteinen mit Apoptose-vermindernder Wirkung (IAPs) in der Leber von Mäusen mit BAG-1 Defizienz teilweise drastisch reduziert war. (Götz et al., Nature Neuroscience 8:1169-78, 2005).

In einer Folgestudie konnten wir zusätzliche Informationen zum BAG-1 Protein gewinnen (Götz et al., BMC Cancer 4:85, 2004). In einem Raf-abhängigen Maus-Lungentumor-Modell konnten wir erstmalig demonstrieren, daß eine verringerte BAG-1 Expression die Tumorausbildung verzögert. Dabei zeigte sich, daß BAG-1 nicht die Proliferationsrate beinflußt, sondern vielmehr die Apoptoserate in Tumorzellen steigert. Dadurch konnten wir einen neuen Regulator Raf-vermittelter Tumorbildung und gleichzeitig ein potentielles Zielmolekül für die Entwicklung zielgerichteter Krebstherapien identifizieren (Götz et al., BMC Cancer 4:85, 2004).

Durch die BaCaTec-Förderung ergaben sich zahlreiche weitere Fragestellungen hinsichtlich der Raf-vermittelten Apoptosekontrolle, die wir zukünftig mit unserem kalifornischen Kooperationspartener John Reed sowie auch lokal intensiv bearbeiten möchten.