Wissenschaftliche Mitglieder

Professoren
Dr. Hartmut Arps; Dr. Manfred Dietel; Dr. Heiner Greten; Dr. Helmuth Hilz; Dr. Rudolf Knuppen; Dr. Wilhelm Krone; Dr. Udo Löhrs; Dr. Thomas Löning; Dr. Wolfram Ostertag; Dr. Dietmar Richter; Dr. Hugo W. Rüdiger; Dr. Günther Schäfer; Dr. Hansjörg Schäfer; Dr. Sören Schröder; Dr. Eberhard Schwinger; Dr. Peter Scriba; Dr. Hans-Joachim Seitz; Dr. Wolf H. Strätling; Dr. Christoph Wagener; Dr. Klaus Wielckens

Dozenten
PD Dr. Ulrike Beisiegel; PD Dr. Wolfgang Höppner; PD Dr. Stefan Jäckle; PD Dr. Stefan Matthaei; PD Dr. Eberhard Windler

Hochschulassistenten/Assistenten/wiss. Mitarbeiter
Dr. Hans Arnholt; Dr. Jörg Caselitz; Dr. Wolfgang Daerr; Dr. Eckart Gundelfinger; Dr. Harald H. Klein; Dr. Hartmut Klein; Dr. Hans Kreipe; Dr. Wolfgang Meyerhof; Dr. Karin Milde-Langosch; Dr. Dirk Müller-Wieland; Dr. Axel Niendorf; Dr. Günther Vollmer; Dr. Wolfgang Weber; Dr. Björn E. Wenzel; Dr. Manfred Westphal

Gastwissenschaftler
Simone Fritz; Korallka Gall; Dr. Tomo Saric

Allgemeiner Überblick

Projektbereich A: Intrazelluläre Rezeptoren

A1	Untersuchungen zur Wirkungsweise der Schilddrüsenhormone in der Genexpression mitochondrialer Proteine am Beispiel der Adeninnucleotidtransloctase und Glycerin-1-P-Dehydrogenase
	(Projektleiter: Prof.Dr. H.J. Seitz)
A4	Untersuchungen zur Expression und Funktion neuer Mitglieder der Familie der nukleären Rezeptoren
	(Projektleiter: Prof.Dr. U. Borgmeyer)
A5	Wirkungsmechanismen intakter und mutierter Schilddrüsenhormonrezeptoren
	(Projektleiter: PD Dr. W. Höppner)

Projektbereich B: Membranständige Rezeptoren

B2	Zytostatika-bindende Rezeptormoleküle bei verschiedenen Formen der Chemoresistenz maligner Tumoren
	(Projektleiter: Prof.Dr. M. Dietel)
B4	Struktur, Funktion und Regulation von Neuropeptid-Rezeptoren: Molekulare Physiologie der Somatostatin-Rezeptoren
	(Projektleiter: Dr. W. Meyerhof, Prof.Dr. D. Richter)
B6	Charakterisierung des Kopfaktivatorrezeptors aus Hydra und Säugetierzellen
	(Projektleiter: Prof.Dr. C. Schaller)
B7	Expression von GABAA-Rezeptoren und Beteiligung an neurologischen Erkrankungen
	(Projektleiter: Dr. M.G. Darlison)

Projektbereich C: Rezeptorvermittelte Stoffelwechselerkrankungen

C1	Charakterisierung des low density lipoprotein receptor-related protein" (LPR) in seiner Funktion als Cylomikronenremnant Rezeptor
	(Projektleiter: PD Dr. U. Beisiegel)
C2	Zelloberflächenrezeptoren für Apoprotein-E-reiche Lipoproteine
	(Projektleiter: PD Dr. E. Windler, Dr. W. Daerr)
C7	Endozytrose von Lipoproteinen
	(Projektleiter: Dr. S. Jäckle)

Projektbereich D: Wachstum und Rezeptoren

Serviceprojekt

D2	Analyse des rezeptorabhängigen Signaltransfers und der Onkogenese hämatopoetischer Stamm- und Vorläuferzellen
	(Projektleiter: Prof.Dr. W. Ostertag)
D3	Signalübertragung durch das Mgc 160.000 Zellmembran-Glycoprotein des CD66 Differenzierungs-Clusters, einem Liganden für E-Selectin
	(Projektleiter: Prof.Dr. C. Wagener)
D4	Kristallisation und Strukturaufklärung von Rezeptor-Ectodomänen
	(Projektleiter: PD Dr. W. Weber)
D9	Methylierungsmuster von Wachstumsregulator-Genen in ephitelialen Neoplasien
	(Projektleiter: PD Dr. Kreipe)

S1	Analysen von Proteinen und Nukleinsäuren
	(Projektleiter: Prof.Dr. D. Richter)

Forschungsschwerpunkte

Projektbereich A: Intrazelluläre Steroidrezeptoren

Die in diesem Projektbereich zusammengefaßten Vorhaben befassen sich mit unterschiedlichen Teilaspekten der Hormonrezeptor-vermittelten Genexpression.

In einem Projekt gelang der Nachweis, daß Dijodthyronin (T2) bisher lediglich als Stoffwechsel- bzw. Abbauprodukt der wirksamen Schilddrüsenhormone angesehen - als physiologisch wirksame Substanz in der perfundierten Leber den Schilddrüsenhormonen zugeordnet werden muß. Nachdem die physiologische Wirkung dieses Hormonderivates feststeht, soll nunmehr die Isolierung, Charakterisierung und die Genexpression des mitochondrialen T2-Rezeptors studiert werden; in diesem Zusammenhang soll ebenfalls nach nukleärem Rezeptoren geforscht werden.

In einem zweiten Vorhaben wird untersucht, wie Hormonrezeptoren Liganden-abhängig die Initation der Transkription steuern. Nach Bindung des Hormons an den Rezeptor binden diese Hormonrezeptorkomplexe an die DNA und lösen die Initiation der Transkription aus. Zuerst sollen im Bereich der regulatorischen Elemente des Hühnerlysozymgens im Eileiter die In-vivo-Rezeptor-DNA-Kontakte mit der Methode des "genomic-Footprinting" charakterisiert werden. Es ist festzustellen, welche DNA-Sequenzen das negativ regulatorische Silencer-Element determinieren und wie hormonabhängig die konstitutive Repression der Transkription des Lysozymgens überwunden wird.

Der dritte Bereich untersucht, welche Mechanismen bei der Bereitstellung der Hormonrezeptoren in der Zielzelle zusammenwirken. Insbesondere soll in vitro die Bedeutung der Kommunikation der zellulären Bestandteile Epithel und Stroma im Endometrium der Frau für die Expression und Regulation des Östrogen- und Progesteronrezeptors untersucht werden. Es wird der Frage nachgegangen, ob bei diesen regulatorischen Prozessen eine gerichtete Kommunikation der Zellen stattfindet und in welcher Weise dabei Wachstumsfaktoren als mögliche Boten der epithelialen/mesenchymalen Interaktion beteiligt sind.

Projektbereich B: Membranständige Rezeptoren

Grundlegende Fragestellungen in diesem Projektbereich befassen sich mit Untersuchungen zur Struktur-Funktion von membranständigen Rezeptoren. In einigen Projekten sollen Rezeptorproteine mit biochemischen, molekularbiologischen und später auch biophysikalischen Methoden analysiert werden. Weitere Untersuchungen befassen sich mit der Expression und Regulation membranständiger Rezeptoren.
Im Projekt Buck sollen Rezeptoren in verschiedenen Bereichen der Protein-Kette und Protein-"Chimären" (Serotonin-, Angiotensin-, beta2-adrenerge R.) hergestellt werden, um Aussagen über Struktur-Funktions-Wechselwirkungen machen zu können.
Das Projekt Gundelfinger wird sich mit Fragen zur Struktur und Funktion von Neurotransmitter-Rezeptoren während der Ontogenese des Nervensystems beschäftigen. Die molekularen Mechanismen der Übertragung extrazellulärer Signale in Sequenzen inrazellulärer biochemischer Reaktionen, die schließlich physiologisch relevante Reaktionen bedingen, sollen an Rezeptoren für Neuropeptide untersucht werden.
In den Arbeitsgruppen Wenzel bzw. Dietel sind Untersuchungen zur Regulation des TSH-Rezeptors sowie morphologische Analysen an membranständigen Rezeptoren maligner Tumoren vorgesehen.

Projektbereich C: Rezeptorvermittelte Stoffwechselerkrankungen

Membranrezeptoren spielen eine wichtige Rolle in der Regulation von Stoffwechselprozessen. Dabei kann die Rezeptorbindung zur direkten Aufnahme von Stoffwechselprodukten in die Zelle führen oder der Informationsübertragung dienen.

Am besten untersucht ist der Rezeptor-vermittelte Aufnahmeprozess der LDL in die Zellen. Struktur und Funktion des LDL-Rezeptors sind bekannt, und seine Rolle für den zellulären Cholesterinsoffwechsel wurde in den letzten 12 Jahren aufgeklärt.

Im Projekt von Prof. Krone soll die Expression des LDL-Rezeptors und der HMG-CoA Reduktase auf molekularer Ebene untersucht werden. Es soll dabei der Einfluß von verschiedenen Hormonen und Pharmaka, insbesondere der HMG-CoA Reduktase Inhibitoren untersucht werden.

Für die Aufnahme der Nahrungsfette in die Leber wird ein Chylomikronenremnant Rezeptor postuliert. Die Struktur dieses Rezeptors und seine Regulation sind bisher nicht beschrieben. Die Projekte Beisiegel und Windler/Därr beschäftigen sich mit der Charakterisierung dieses potentiellen Rezeptormechanismus. Im Projekt Beisiegel wird das "LDL-receptor-related protein" (LRP) als möglicher Kandidat für den Chylomikronenremnant Rezeptor untersucht. Dieses Protein besitzt strukturell alle Eigenschaften eines Lipoproteinrezeptors und ist in der Lage, auf der Zelloberfläche Apolipoprotein E zu binden. Patienten mit erhöhten Triglyceriden und Remnantakkumulation werden daraufhin untersucht, ob Defekte im LRP vorliegen.
Dr. Windler beschreibt in seinem Projekt die Rolle des LDL bei der Aufnahme von Chylomikronenremnants in Hepatozyten, sieht jedoch einen alternativen Aufnahmemechanismus im Asialogiykoprotein-Rezeptor. Die Bedeutung dieses Rezeptors bei der Remnantaufnahme soll durch in vivo Versuche geklärt werden. In diesem Teilprojekt soll außerdem die Frage gestellt werden, wie überschüssiges Cholesterin aus extrahepatischen Geweben, einschließlich der Arterienwand, zur Leber transportiert wird. Dabei steht der zelluläre Aufnahmemechanismus der VHDL im Vordergrund, mit den konkreten Fragen, welches Apoprotein die Bindung vermittelt und welcher Rezeptor ist für die Aufnahme verantwortlich.

Der Insulinrezeptor mit seiner wichtigen Bedeutung im Glucosestoffwechsel wurde in seiner Struktur und Funktion bereits vor einigen Jahren beschrieben. Der komplexe Mechanismus der Signalübertragung durch diesen Rezeptor ist jedoch vor allem pathophysiologisch noch nicht vollständig erfaßt. Im Projekt von Dr. Klein steht daher die Evaluierung der insulinabhängigen Aktivierung der Insulinrezeptorkinase in Adipozyten von Patienten mit Typ II-Diabetes im Vordergrund der Untersuchungen. Der Mechanismus für die verminderte Kinaseaktivierung bei diesen Patienten soll aufgeklärt werden. Ebenfalls mit der Pathophysiologie des Diabetes beschäftigt sich das Projekt Matthaei. Hier soll die Genexpression der Glucosetransportsysteme bei Patienten mit genetisch bedingter schwerer Insulinresistenz, wie beim Typ II Diabetes und dem MODY-Diabetes (Maturity Onset Diabetes of the Young) bestimmt werden. Ergänzend zu diesen Projekten wird von Dr. Müller-Wieland die Struktur und Funktion des Insulinrezeptorproteins bei Patienten mit MODY-Diabetes untersucht. Bei verminderter Insulinbindung wird die mRNA untersucht, und liegt eine verminderte Genexpression vor, soll die Prometerregion des Rezeptorgens analysiert werden. In Zusammenarbeit müßten die drei Projekte einen entscheidenden Beitrag dazu leisten können, die Pathogenese des Diabetes mellitus besser zu verstehen.

Projektbereich D: Wachstum und Rezeptoren

Zur Aufrechterhaltung der Balance zwischen Zelluntergang und Zellerneuerung in multizellulären Organismen ist das Wachstum der Einzelzelle durch komplexe Mechanismen genau reguliert. Dabei spielen die Wachstumsfaktoren und die zugehörigen Rezeptoren eine entscheidende Rolle. Die Analyse der Ligand-Rezeptorbindung, des transmembranösen, rezeptorabhängigen Signaltransfers und der sich anschließenden intrazellulären Signalübersetzung einschließlich Aktivierung spezifischer Genabschnitte und deren Regulation sind Gegenstand der im Projektbereich D untersuchten Thematik.

Durch die Homogenität der Thematik und der anzuwendenden Methoden wird eine enge, sich gegenseitig ergänzende Kooperation angestrebt. Das Methodenspektrum der in den einzelnen Teilprojekten durchgeführten Techniken ist außerordentlich groß und ermöglicht auf dem Boden intensiven Erfahrungsaustausches eine ganz erhebliche Verbesserung der Arbeitsmöglichkeiten.

Zusammengefaßtes Ziel ist das bessere Verständnis der molekularen an der Wachstumsregulation benigner und maligner Zellen beteiligter Mechanismen. Darauf aufbauend sollen in Zusammenarbeit mit weiteren Projektbereichen des SFB 232 Kriterien zur verbesserten Prognosebestimmung in zukünftigen Arbeiten angestrebt werden.

Wissenschaftliche Zusammenarbeit

Prof. Dr. Eberhard Windler:

• Universität Groningen: Dr. Volker F. Koipers, Dr. M. Smit
• Universität Haddassah/Israel: Prof. Dr. Rava Chajek-Saul
• Bulgarien/Sofia: Prof. Dr. Petkova

Dr. Stefan Jäckle:


• University California/San Francisco: Prof. Richard Havel

Prof. Dr. Dietmar Richter, Dr. Wolfgang Meyerhof:


• Freie Universität Amsterdam: E. Frengdentil, C. Tensen, R. Planta
• Usem/Paris: C. Grenet, J.I. Epelbaum
• University of Calgary: K. Lederis

Prof. Dr. Hans-J. Seitz, Dr. Wolfgang Höppner:


• Kardinska Inst./Stockholm: Dr. B. Vennström

PD Dr. Ulrike Beisiegel:


• University of Umea/Sweden: Dr. G. Olivecrona
• University of Aarhus/Denmark: Dr. J. Gliemann

Technische Ausstattung

1 FPLC
1 Gasphasenproteinsequenzanalysator
1 Mikroskop
2 HPLC-System
1 PTH-Analysator
1 Ultrazentrifuge
1 Immersions-Kyrofixations-System
1 Kühlzentrifuge
1 Mikroskop
1 Mikromanipulator
1 Phast-System
1 Multi-Tracemaster
DNS-Zytophotometrie-System
1 Fluoreszenzeinrichtung
Zirkulationsinkubator
1 Mikropunktionsanlage
Rechneranlage zur Bildanalyse
Vikosimeter
Szintillationszähler
Hochleistungs-Kühlzentrifuge
Fluoreszenzmikroskop
Chromatographie-Anlage
Laser-Densitometer
PCR-Gerät
Aminosäure-Analysator

Drittmittel 1996

Fördereinrichtung	Betrag
DFG	8.600.000
Gesamtförderung	8.600.000

Forschungsprojekte