Bedeutung der intrazellulären Kationenkanäle TPC1 und TPC2 für endolysosomale Transportprozesse: Untersuchungen anhand des Pasteurella multocida Toxins und des EGF-Rezeptors

Abstract: Das endolysosomale Vesikelsystem ist ein essenzieller Bestandteil jeder metabolisch aktiven Zelle. Es reguliert die Sekretion und Degradation, vermittelt den intrazellulären Transport von endozytierten Substraten und ist für die Homöostase zahlloser Proteine unersetzlich. Trotz der hohen Diversität endolysosomaler Kompartimente sind Zellen in der Lage Substrate auf spezifischen Transportrouten an ihr designiertes Ziel zu befördern. Dies wird durch ein komplexes Zusammenspiel verschiedener Signalkomponenten mit der vesikulären SNARE-Fusionsmaschinerie erreicht. Lokale Ca2+-Konzentrationen spielen eine entscheidende Rolle in der Regulation der Vesikelfusion und kürzlich publizierte Studien weisen darauf hin, dass endolysosomale Kompartimente als mobile Ca2+-Speicher dienen. So wird vermutet, dass Ca2+-Ströme aus dem vesikulären Lumen eine wichtige Bedeutung für Fusionsprozesse haben.

Die in endolysosomalen Kompartimenten lokalisierten Two-pore channels (TPCs) werden seit über zehn Jahren untersucht. Elektrophysiologisch sind TPCs als unspezifische Kationenkanäle beschrieben worden, jedoch ist ihre Bedeutung für das endolysosomale System bis heute nur in Teilen verstanden. In aktuellen Studien wurde vorgeschlagen, dass TPCs eine duale Funktion einnehmen und sowohl an der Vermittlung umfassender, zellulärer Ca2+-Signale beteiligt sind, als auch eine Rolle für die lokale Vesikelfusion spielen. In dieser Arbeit wurde der Einfluss der Kanalsubtypen TPC1 und TPC2 auf den endolysosomalen Transport am Beispiel von zwei unabhängigen Modellsystemen untersucht. Mit Hilfe der CRISPR/Cas9-Technologie wurde hierfür eine TPC1/2-Doppeldeletionslinie generiert.

Analysen der Internalisierung des bakteriellen Pasteurella multocida Toxins in TPC-defizienten, murinen Fibroblasten zeigten, dass die Deletion der Kanäle zu einer Dysregulation des endolysosomalen Transports und hiermit zu einer verringerten Toxinaufnahme führte. In Untersuchungen des Transportnetzwerkes des Epidermalen-Wachstumsfaktor-Rezeptors (EGF-Rezeptor, EGFR) wurde festgestellt, dass das Ausschalten der TPC-Subtypen eine gesteigerte Aufnahme des epidermalen Wachstumsfaktors zur Folge hatte. Weitere Experimente zeigten, dass TPC-defiziente Zellen eine erhöhte EGF-Rezeptor-Expression aufwiesen, was durch eine vermehrte Transkription des egfr-Gens bedingt war. Abschließende Analysen des ERK1/2-Signalweges lieferten die Erkenntnis, dass auch assoziierte Signaltransduktionskaskaden durch die Deletion der TPCs dysreguliert wurden.
In dieser Arbeit wurde die Bedeutung der TPCs für die endolysosomale Vesikelfusion und somit für grundlegende zelluläre Transportprozesse, wie der Endozytose, dem Recycling und der Degradation von Rezeptoren untersucht. Hierbei wurde gezeigt, dass der Einfluss der TPCs weitreichender ist als ursprünglich angenommen. Insbesondere die Effekte der TPC-Deletionen auf die EGF-Rezeptor-assoziierte Signaltransduktion und Genexpression waren bislang nicht in der Literatur beschrieben

Object Details

• Location: Deutsche Nationalbibliothek Frankfurt am Main
• Extent: Online-Ressource
• Language: Deutsch
• Notes: Universität Freiburg, Dissertation, 2019

Classification and Topics

• Keyword: Pasteurella multocida ; Epidermaler Wachstumsfaktor-Rezeptor ; Rezeptor ; Ionenkanal ; Endosom ; Zelle ; Ionenkanal ; Epidermaler Wachstumsfaktor-Rezeptor ; Pasteurella multocida

Contributors, Places and Time

• Event: Veröffentlichung
• (where): Freiburg
• (who): Universität
• (when): 2019
• Creator: Müller, Thomas
• Contributor: Klugbauer, Axel ; Albert-Ludwigs-Universität Freiburg. Fakultät für Biologie

Further information

• DOI: 10.6094/UNIFR/151636
• URN: urn:nbn:de:bsz:25-freidok-1516367
• Rights: Der Zugriff auf das Objekt ist unbeschränkt möglich.
• Last update: 15.08.2025, 7:39 AM CEST