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Mechano-Regulation of Proteins at Low Forces: Paving the Way for Therapeutic Interventions

Projektbeschreibung

Einfluss mechanischer Kräfte auf die Proteinaktivität

Voraussetzung für viele biologische Prozesse wie Zellteilung, Zellmigration und Entwicklung ist die zellinterne Detektion und Übertragung mechanischer Kräfte. Proteine sind wichtige Akteure dieser Prozesse, da sie als Reaktion auf mechanische Kräfte ihre Konformation verändern können. Das EU-finanzierte Projekt ProForce entwickelt eine Methode, um den Einfluss mechanischer Kräfte auf einzelne Proteine zu messen. Schwerpunkt sind Proteine, die durch mechanische Stimuli aktiviert werden, etwa das hämostatische Protein VWF (Von-Willebrand-Faktor), die an Zellmigration und Metastasierung beteiligte fokale Adhäsionskinase FAK sowie G-Protein-gekoppelte Rezeptoren. Dies wird wichtige Einblicke darüber liefern, wie mechanische Kräfte die Proteinaktivität regulieren, und könnte Zielstrukturen für neue therapeutische Interventionen aufzeigen.

Ziel

Mechanical forces play critical roles in the regulation of biological functions, including development, motility, and haemostasis. Aberrant mechano-regulation is implicated in human pathologies, including cancer and infarction. Proteins sense forces by undergoing conformational changes under external loads that trigger downstream signaling. Despite its importance, mechanical regulation at the single-protein level remains poorly understood, in part due to a lack of suitable techniques to probe the physiological highly relevant low force (~1 pN) range. ProForce aims to understand mechano-regulation at the single-molecule level in this previously inaccessible regime and to develop approaches to directly interfere with and correct aberrant force responses. We propose to advance massively-parallel magnetic tweezers as the ideal tool for single-protein force measurements, as they can resolve very small forces (<0.1 pN), perform stable and highly-multiplexed measurements over long times, and can readily be combined with fluorescence detection to provide an orthogonal read out. We aim to address three sets of biological systems that are regulated by low forces and are potential targets for drugs that alter their force response: 1) The blood protein von Willebrand factor (VWF) that is activated by shear flow and critically involved in haemostasis. Reduced VWF activity leads to bleeding disorders, while gain-of-function mutations increase the risk of myocardial infarction. 2) Focal adhesion kinase is a force-activated kinase involved in intracellular signal transduction pathways important in cell proliferation, migration, and metastasis. 3) Adhesion G-protein coupled receptors are a subset of the GPCR-family, activated by mechanical stimuli and involved in development, immunity, neuronal function, and tumorigenesis. The aim of ProForce is to understand mechano-regulation at the single-protein level and to establish force response as a potential drug target.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

ERC-COG - Consolidator Grant

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2020-COG

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Gastgebende Einrichtung

UNIVERSITAET AUGSBURG
Netto-EU-Beitrag
€ 1 049 351,00
Adresse
UNIVERSITAETSSTRASSE 2
86159 Augsburg
Deutschland
Region
Bayern Schwaben Augsburg, Kreisfreie Stadt
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
€ 1 049 351,00

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