Lead
Extrazelluläre Vesikel (EV) sind Vesikel im Nanogrössenbereich, welche von einer grossen Vielfalt an Zellen produziert werden und Nukleinsäuren, Proteine und Lipide innerhalb oder ausserhalb des Vesikels transportieren. Es wird vermutet, dass EV Vermittler der interzellulären Kommunikation während der Entwicklung und bei Krankheiten sind. Injektionen von aus Zellkulturen gewonnen EV sowie das Ausschalten wichtiger Faktoren der EV Biogenese ergab eine Vielzahl möglicher Rollen für EV. Die physiologische Relevanz der EV bleibt jedoch, grösstenteils durch den Mangel an Methoden welche es ermöglichen EV spezifisch zu manipulieren, umstritten.

Lay summary

Erst vor kurzem wurden synthetische Methoden, basierend auf kleinen, hoch affinen Proteinbindern, im Feld der Entwicklungsbiologie angewandt um Zielproteine direkt im Lebewesen zu manipulieren. Durch die Fusion solch eines Proteinbinders mit einer funktionalen Proteindomäne und deren Expression während der Entwicklung, kann ein Protein von Interesse bewusst manipuliert werden. Eine dieser synthetischen Methoden, ein GFP Nanobody, gebunden an die transmembrane Domäne von CD8 (Morphotrap), war in der Lage in Drosophila GFP-gebundene, extrazelluläre Moleküle auf der Zelloberfläche zu binden. Meine Idee war, dass es möglich sein sollte auch EV zu binden, wenn man GFP in die extrazelluläre Domäne eines Proteins der Plasmamembran von EV einbaut. Um diese Idee zu testen, wurde GFP mit der extrazellulären Domäne eines bekannten EV Markers, CD63, gekoppelt. Die vorläufigen Ergebnisse zeigen, dass die Morphotrap es ermöglicht EV effizient zu binden und deren Ausbreitung in der Drosophila wing disc zu blockieren. Mit Hilfe dieser Methode plane ich, die Rolle der EV während der Entwicklung im Zebrafisch und in Drosophila, zu erforschen.

Spezifische Ziele

Mit Hilfe der Morphotrap testen ob EV als Morphogen Transporter fungieren

Faktoren finden welche in Drosophila wichtig sind für die Abgabe und Aufnahme von EV

EV mit Hilfe der Morphotrap in Zebrafischen binden

Momentane Vorgehen um die Rolle EV zu studieren basieren auf Mutationen in Genen, welche für die Biogenese der EV entscheidend sind. Dies kann allerdings auch viele andere zelluläre Funktionen unabhängig von EV beeinflussen. Aus diesem Grund ist die direkte Manipulation durch Morphotrap ideal um die Rolle der EV zu studieren. Dadurch können wir neue Erkenntnisse darüber gewinnen wie EV von Zellen Abgegeben und Aufgenommen werden und wie dies die Kommunikation zwischen Zellen während der Entwicklung ermöglicht. Neben der Entwicklungsbiologie sind EV in Krankheiten wie Krebs involviert. Zudem wurden EV abgewandelt um therapeutische Frachten gegen Krankheiten zu transportieren. Dadurch könnte die neue synthetische Methode, welche hier vorgestellt wurde, auch direkten Einfluss auf die Biomedizin haben.