Untersuchungen zur Adhäsionsdynamik migrierender Keratinozyten

Abstract

Einzelzellen innerhalb eines Gewebes sind über vielfältige Verbindungsstrukturen miteinander verknüpft. Die mechanische Verbindung des Aktin-Zytoskeletts an die extrazelluläre Matrix wird über Proteinkomplexe ermöglicht, die abgegrenze Adhäsionsbereiche in der PLasmamembran bilden und als Fokaladhäsionen bezeichnet werden.<br /> Durch regulierte Bildung und Auflösung solcher Fokaladhäsionen können sich Gewebe reograniseren bzw. neu bilden, was beispielsweise in der Embryonalentwicklung oder bei Wundheilungsprozessen eine wichtige Rolle spielt. Vor allem in migrierenden Zellen sind Fokaladhäsionen sehr dynamische Strukturen, die innerhalb von Minuten auf und abgebaut werden können. Dabei unterliegen einzlene Proteine einem ständigen kinetischen Austausch, sodass sie teilweise nur wenige Sekunden im Adhäsionskomplex verweilen.<br /> In dieser Arbeit wurde die Regulation des Auf- und Abbaus von Fokaladhäsionen in migrierenden Keratinozyten mit verschiedenen quantitativen lichtmikroskopischen Methoden untersucht. Unter anderem wurde die Austauschdynamik des Fokaladhäsionsproteins Vinculin mit FRAP (Fluorescence Recovery After Photobleaching) gemessen.Dabei konnte gezeigt werden,dass Vinculin in der Fokaladhäsion im Laufe ihres Reifungsprozesses stabilisiert wird. Diese Stabiliserung wird durch die Dephosphorylierung von Vinculin an einem betimmten Tyrosinrest (TYR1065) reguliert und geht mit einer erhöhten Zugkraftübertragung der Fokaladhäsion einher. Kurz vor Auflösung der Fokaladhäsion kommt es wieder zur Destabilisierung von Vinculin. <br /> Auf Grundlage dieser Ergebnisse wurde die These aufgestellt, dass die Adhäsionsstärke der Zelle über die gezielte Regulation des Vinculinaustausches moduliert werden kann. Desweiteren wurde der Auf- und Abbau von Fokaladhäsionen im Zusammenhang mit der Dynamik des Aktin-Zytoskeletts und der Polarisierung der Zelle untersucht. Anhand der gewonnenen Ergebnisse wurde ein Modell konstruiert, nach dem die Struktur des Aktin-Zytoskeletts über die Bildung von Fokaladhäsionen organisiert wird.