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Proteomik der zellulären Signalübertragung

Die Gruppe Proteomics of Cellular Signaling (Proteomik der zellulären Signalübertragung) bewertet mithilfe von Proteomanalysen die Auswirkungen der posttranslationalen Modifikation in Signalwegen bei Gesundheit und Krankheit. 

Tätigkeiten

Proteine spielen die zentrale Rolle in Zellfunktionen. Sie sind die für die Zellstruktur wesentlichen Funktionseinheiten. Sie sind molekulare „Maschinen“, die Energie erzeugen, Signale der Zellen regulieren oder biochemische Prozesse katalysieren können. Die Untersuchung von Proteinen kann Einsichten hervorbringen, wodurch Gesundheit und Krankheit definiert sind. Wir arbeiten mit quantitativer Proteomik mittels Massenspektrometrie als wichtigster Methode unserer Forschung.  

Für uns stehen zwei Fragen im Mittelpunkt: Erstens: Wie verändert die posttranslationale Modifikation das Interaktionsnetz und die Signaltransduktion von Zellsystemen und Geweben. Und zweitens: Wie können wir Proteomanalysen für die Analyse von Patientenproben nutzen, um diagnostische Marker zu entwickeln.  

Gunnar
Dittmar

Projekte und klinische Versuche

Einige Forschungsprojekte der Gruppe: 

Wie reguliert der PTM-Code die Interaktionen von Transkriptionsfaktoren? 

Transkriptionsfaktoren (TFs) sind das Herzstück der Zellregulation. Sie binden an die DNA und ermöglichen die Transkription von Genen. Die Regulation von TFs ist entscheidend dafür, dass eine Zelle normal funktioniert. TFs werden durch verschiedene PTMs stark modifiziert. Diese PTMs können die Bindung von TFs an die DNA direkt verändern, oder sie können die Interaktion mit anderen Proteinen, das sogenannte Interaktom, beeinflussen. Wenn wir alle Interaktionen gleichzeitig untersuchen, können wir einen Gesamtüberblick gewinnen, wie sich Interaktionen als Reaktion auf PTMs verändern. Dies kann zu einem besseren Verständnis führen, wie durch eine Fehlregulation von PTMs Krankheiten entstehen können. Ein Beispiel ist die Methylierung eines einzelnen Argininrests im Transkriptionsfaktor C/EBP ß, die zu Veränderungen in der Differenzierung von Fettzellen führt.  

  1. Ramberger, E. et al. PRISMA and BioID disclose a motifs-based interactome of the intrinsically disordered transcription factor C/EBPα. iScience 24, 102686 (2021). 
  2. Ramberger, E. et al. Universal peptide matrix pulldown approach for mapping mutation-, PTM-, and SLiM-dependent protein interactions. Mol Cell Proteomics
  3. Hernandez, D. P. & Dittmar, G. Peptide array–based interactomics. Anal Bioanal Chem (2021) doi:10.1007/s00216-021-03367-8
  4. Ramberger, E. et al. A comprehensive motifs-based interactome of the C/EBPα transcription factor. iScience (2020) doi:10.1101/2020.12.28.424569
  5. Dittmar, G. et al. PRISMA: Protein Interaction Screen on Peptide Matrix Reveals Interaction Footprints and Modifications- Dependent Interactome of Intrinsically Disordered C/EBPβ. iScience 13, 351–370 (2019). 

Entwicklung diagnostischer Erkrankungsmarker 

Eine frühzeitige Krankheitsdiagnose erhöht die Chancen für eine erfolgreiche Behandlung. Wir messen die Zusammensetzung verschiedener Körperflüssigkeiten mit Methoden der gezielten Massenspektrometrie. Hier ist die Identifizierung einer Gruppe von Proteinen, anhand derer das Fortschreiten einer Erkrankung vorhergesagt werden kann, das Hauptziel des Projekts. 

  1. Coll-de la Rubia, E. et al. Prognostic Biomarkers in Endometrial Cancer: A Systematic Review and Meta-Analysis. JCM 9, 1900 (2020). 
  2. Lesur, A. & Dittmar, G. The clinical potential of prm-PASEF mass spectrometry. Expert Review of Proteomics 18, 75–82 (2021). 
  3. Lesur, A. et al. Highly Multiplexed Targeted Proteomics Acquisition on a TIMS-QTOF. Anal. Chem. 93, 1383–1392 (2021). 

Regulation des Transkriptionsfaktors HIF1-alpha durch das Ubiquitinsystem 

Der Transkriptionsfaktor HIF1a ist ein zentraler Regulator, damit eine Zelle ihre Sauerstoffwerte „messen“ und ihren Stoffwechsel entsprechend regulieren kann. Neuere Daten aus verschiedenen Laboren geben Hinweise auf alternative regulatorische Signalwege, die neben der gut beschriebenen Regulation durch die VHL-Ubiquitin-E3-Ligase an der Regulierung von HIF1a beteiligt sind. Wir arbeiten mit einer Kombination aus auf der Molekularbiologie basierenden Techniken und Proteomanalysen, um Licht in diese neuen regulatorischen Signalwege zu bringen.  

Ausgewählte Teammitglieder

  • Gunnar
    Dittmar
    Ph.D.
    Group leader
  • Marta
    Mendes
    Ph.D.
    Scientist
  • Sophie
    Rodius
    Ph.D.
    Scientist

Wissenschaftliche Veröffentlichungen

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