TY  - GEN
AV  - public
TI  - Induction and Regulation of Plasma Membrane Blebbing by SH4-Domains and the Diaphanous Related Formin FHOD1
Y1  - 2007///
ID  - heidok7861
KW  - ROCK1 
KW  -  FHOD1 
KW  -  Plasmamembran "blebbing" 
KW  -  SH4-DomäneROCK1 
KW  -  FHOD1 
KW  -  Plasma Membrane Blebbing 
KW  -  SH4-Domain
A1  - Hannemann, Sebastian
UR  - https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/7861/
N2  - Die Plasmamembran (PM) tierischer Zellen besteht aus einer dynamischen, lipidhaltigen Doppelschicht, die beispielsweise bei der Bildung von Zellausläufern wie Lamellipodien, Filopodien oder Membranfalten abhängig von zellulären Bedürfnissen konstant umgestaltet wird. Die ballonartigen PM "blebs" stellen ebenfalls einen solchen Typ Zellausläufer dar und können zum Beispiel während Apoptose, Sekretion und Zellbeweglichkeit auftreten. Dabei werden Ausdehnung, Stabilisierung und Rückbildung der "blebs" vermutlich durch eine gemeinsame zelluläre Maschinerie kontrolliert, die sowohl die Organisation und Integrität des Zytoskeletts als auch dessen Interaktion mit der PM beeinflusst. Eine wichtige Rolle spielt dabei die Rho Kinase ROCK, deren Aktivität notwendig für PM "blebbing" ist. In dieser Studie wurden SH4-Domänen als neuartiger Auslöser für PM "blebbing" identifiziert. SH4-Domänen sind die Ankerdomänen bestimmter peripherer PM Proteine wie der protoonkogenen Src Kinasen und des Oberflächenproteins HASPB des Leishmania Parasiten. Sie werden durch acetylierte und gesättigte Kohlenwasserstoffketten, teils unterstützt durch basische Bereiche in der Aminosäuresequenz an die PM gebunden. Es stellte sich heraus, dass diese Assoziation an die PM notwendig für die Induktion von SH4-Domänen vermitteltem PM "blebbing" war, welches Kinetiken aufwies, die vergleichbar mit beschriebenen PM "blebbing" Phänotypen waren. Darüber hinaus stand dieser dynamische Prozess allein unter der Kontrolle eines auf Rho, jedoch nicht auf Rac oder Cdc42 basierenden GTPase Signalweges, wurde durch ROCK Aktivität und Myosin II ATPase reguliert und benötigte sowohl F-Aktin- als auch Mikrotubuli-Integrität. Als neuer regulierender Faktor wurden Src Kinasen bestimmt, da endogene Src Kinase Aktivität essentiell für SH4-Domänen induziertes PM "blebbing" war. Darüber hinaus waren SH4-Domänen induzierte PM "blebs" sowohl mit aktivem c-Src als auch mit aktivem ROCK angereichert. Es bestand eine funktionelle Korrelation von SH4-Domänen induziertem PM "blebbing" sowohl mit einer erhöhten zellulären Aufnahme flüssiger Bestandteile als auch mit einer erhöhten Zellinvasion in 3D Matrizen, welche in direktem Zusammenhang mit der amöboiden Form der Zellwanderung metastasierender Tumorzellen steht. Tatsächlich zeigten SH4-Domänen exprimierende CHO Zellen auch in 3D Umgebungen eine ähnliche "bleb" Morphologie und ihre Invasivität war vergleichbar mit der von MDA-MB-435 Brustkrebszellen, was auf eine neue zelluläre Funktion dieser Ankerdomänen hinweist. Auch das "diaphanous related formin" FHOD1 konnte, basierend auf RNAi vermittelter Herunterregulierung, als Faktor für SH4-Domänen induziertes PM "blebbing" identifiziert werden. In Koexpression mit ROCK1 war FHOD1 in Abhängigkeit von seiner Fähigkeit zur  F-Aktin-Nukleierung und möglicherweise durch direkte Interaktion mit ROCK1 an der Induktion von nicht-apoptotischem PM "blebbing" beteiligt. Dabei war Src Kinase Aktivität sowohl für die Induktion von PM "blebs" als auch für Interaktion von FHOD1 mit ROCK1 notwendig, was auf ein direktes Zusammenspiel dieser Faktoren hinweist. In einem in dieser Studie aufgestellten hypothetischen Modell sind c-Src und ROCK1 verantwortlich für PM Assoziation und Regulation der "blebbing" Maschinerie. FHOD1 vermittelte F-Aktin Polymerisierung ist hingegen notwendig für die Organisation des Zytoskeletts während des "blebbing" Vorganges, möglicherweise mit Unterstützung anderer Formine. Schließlich konnte unter Verwendung eines neuen FHOD1 spezifischen Antikörpers gezeigt werden, dass endogenes FHOD1 in tierischen Zellen in perinukleären, Golgi ähnlichen Bereichen lokalisierte. Zusätzlich zu seiner Rolle in SH4-Domänen vermitteltem PM "blebbing" war es jedoch durch RNAi vermittelte Herunterregulierung nicht möglich, weitere Funktionen für FHOD1 zu ermitteln, weder in Bezug auf seine Golgi Assoziation noch auf seine postulierten Funktion für F-Aktin-Organisation. Zusammenfassend wurden sowohl Src Kinasen als auch FHOD1 als neue Bestandteile einer zellulären Maschinerie identifiziert, die von Rho-ROCK Aktivität abhängig war und von SH4-Domänen gesteuert wurde. Ferner weisen die hier beschriebenen Ergebnisse auf ein neuartiges Zusammenspiel von SH4-Domänen, Src Aktivität, ROCK Signalwirkung und FHOD1 vermittelte Zytoskelett Umgestaltung hin. Da PM "blebbing" mit erhöhter zellulärer Aufnahme flüssiger Bestandteile und erhöhter Zellwanderung in 3D Umgebungen korrelierte, könnte SH4-Domänen vermittelte PM Dynamik einen Mechanismus darstellen, der die Invasivität von Zellen beeinflusst, die durch SH4-Domänen-haltige Onkoproteine transformiert wurden. 
ER  -