Die Bedeutung von FAT1 für die Ausbildung der Fußfortsätze und Schlitzmembran in Podozyten

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Ziel des beantragten Vorhabens ist die Aufklärung der weitgehend unbekannten zellulären Funktion des Protocadherins FAT1, eines neu identifizierten transmembranären Proteins der glomerulären Schlitzmembran. Wie kürzlich gezeigt, führt die genetische Inaktivierung von FAT1 in der Maus zu einem massiven Defekt der Ausbildung der Fußfortsätze und der Schlitzmembran der Podozyten. Bereits vor über zwei Jahren wurden von mir während meiner Zeit als post-doctoral fellow zellbiologische Untersuchungen von FAT1 im Labor von Dr. Holzman initiiert und wertvolle Reagenzien, sowie ein Mausmodell für die genetische Manipulation von Podozyten in vivo generiert. Unsere eigenen Befunde legen nahe, daß FAT1 als transmembranäres Protein in Zellen in Kultur die gerichtete Aktinpolymerisation am leading edge von Lamellopodien und in den Filopodienspitzen reguliert. Daraus resultiert unsere Hypothese, dass FAT1 ein wichtiges Molekül bei der podozytären Fußfortsatz- und Schlitzmembranbildung darstellt, dessen Funktion wir im Detail in dem hier beantragten Vorhaben untersuchen wollen. Wir werden uns auf drei Schwerpunkte konzentrieren: 1.) Die Suche nach dem extrazellulären Liganden von FAT1, wobei wir Anhaltspunkte haben, daß Protocadherin Dachsous für eine heterophile Interaktion in Frage kommt. 2.) Die Untersuchungen der Bedeutung von FAT1 für die Zellfortsatzbildung werden sich auf eine neuartige Domäne im zytoplasmatischen Anteil von FAT1 konzentrieren, von der wir zeigen konnten, dass dessen Überexpression in Zellkultur zu einer Hypermotilität mit Zellfortsatzbildung und ektoper Aktinpolymerisation führt. 3.) In Pilotversuchen soll ein in Zellkultur bereits etabliertes lentivirales System der Genexpressions-Suppression mittels RNA-Interferenz für die Suppression spezifischer Gene des FAT1-Signalweges (FAT1, Dachsous und andere) auf die Maus übertragen werden. Damit würden auf eine relativ einfache Weise Untersuchungen der Bedeutung der einzelnen Komponenten des FAT1-Signalweges in vivo möglich.