AG Blanco-Redondo

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Molekulare und physiologische Analyse von zwei neuen Adhäsions-GPCRs (CG15556/Ketchup und CG11318/Mayo) in Drosophila melanogaster

Nur wenige aGPCRs sind in Drosophila gut untersucht. Daher haben wir erneut nach neuen aGPCRs-Genen gescreent und kürzlich CG15556/Ketchup und CG11318/Mayo entdeckt. Phylogenetische Studien haben gezeigt, dass diese beiden neuen aGPCRs kein Homolog in Vertebraten haben, daher sind ihre Aktivierung, molekulare Funktion oder Signaltransduktion noch völlig unbekannt.

Eines der Ziele dieses Projekts ist es, unter Verwendung von Zellkulturtechniken zu testen, ob diese Rezeptoren eine Zelloberflächenexpression zeigen, wobei ein ELISA (Enzyme Linked Immunosorbent Assay) als Messwert verwendet wird. Darüber hinaus ist eines der Merkmale dieser Rezeptorklasse ein autoproteolytisches Spaltungsereignis, das an der autoproteolytischen Stelle des GPCR (GPS) auftritt, das den GPCR in ein NTF (N-terminales Fragment) und ein CTF (C-terminales Fragment) spaltet. Mit zellkulturbasierten Assays werden wir testen, ob die beiden neu identifizierten Rezeptoren spaltbar sind. 

Darüber hinaus werden wir basierend auf der Beobachtung, dass aGPCRs konstitutive Aktivität nach Deletion des NTF zeigen, Experimente durchführen, ob diese beiden Rezeptoren einen gebundenen Peptidagonisten haben, der sich innerhalb der konservierten GPS-Stelle befindet und den aGPCR binden und aktivieren kann.

Untersuchung von Adhäsions-GPCR-Signalwegen

In Vorbereitung auf dieses Projekt haben wir das Drosophila-Genom erneut auf das Vorhandensein von Genen mit aGPCR-typischen Domänenstrukturen, dem GAIN- und 7TM-Domänenpaar, untersucht und ein Gen, CG15744/Remoulade, identifiziert, das ein Ortholog in der Vertebraten-Adhäsions-GPCR-Unterfamilie ist III/ADGRA. Zu dieser Familie gehören die Rezeptoren ADGRA2/Gpr124 und ADGRA3/Gpr125, die an Zell-Zell- und Zell-Matrix-Wechselwirkungen, sowie an der Etablierung geschlossener Organgrenzen wie der Blut-Hirn- oder Blut-Hoden-Schranke beteiligt sind. ADGRA2 kooperiert mit anderen GPCRs der Frizzled-Familie und den Transmembranproteinen RECK und Lrp5/6.

Gemeinsam bilden diese Proteine einen Zelloberflächenkomplex, der als Erkennungsplattform für Wnt-Liganden dient. Interessanterweise benötigt diese Signaltransduktionsmaschinerie den Adhäsions-GPCR ADGRA2, funktioniert aber unabhängig von seiner 7TM-Domäne. Das Wissen über die strukturelle Dynamik dieses Komplexes und pharmakologische und in vivo-Systeme, die seine Charakterisierung ermöglichen, weitestgehend nicht beschrieben.

In dem beantragten Projekt wollen wir das neu identifizierte ADGRA-Homolog CG15744/Remoulade von Drosophila melanogaster molekular und pharmakologisch charakterisieren. Zu diesem Zweck werden wir einen proteomischen/massenspektrometrischen Ansatz verwenden, um zusätzliche Interaktionspartner von Remoulade zu identifizieren. Durch FRET/BRET-Assays werden wir den Remoulade-Signalweg untersuchen und die Bedingungen für die Assemblierung und Demontage von Rezeptoren/Co-Rezeptoren/Liganden untersuchen. Schließlich können Hypothesen zu den molekularen Mechanismen der ADGRA-Signalübertragung leicht unter In-vivo-Bedingungen getestet werden, dank einer Drosophila-Genom-Engineering-Plattform, die schnell genomische Remoulade-Varianten produzieren kann. Insgesamt wird dies ein besseres Verständnis dafür ermöglichen, wie diese ungewöhnliche Adhäsions-GPCR-Unterfamilie ihre Signalfunktionen ausführt.
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• ​Investigation of adhesion GPCR signaling in blood-brain barrier development and function​

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• Genevieve Auger​​ (PhD student)
• Fernando Vieira (PhD student)

Alumni

• Javier Pereira (Erasmus student)
• Irene Ginés (Erasmus student)
• Lena Müller (Bachelor/Master student)

Scholz N, Dahse AK, Kemkemer M, Bormann A, Auger GM, Vieira Contreras F, Ernst LF, Staake H, Körner MB, Buhlan M, Meyer-Mölck A, Chung YK, Blanco-Redondo B, Klose F, Jarboui MA, Ljaschenko D, Bigl M, Langenhan T (2023). Molecular sensing of mechano- and ligand-dependent adhesion GPCR dissociation. Nature, 615(7954), 945-953.

Buettner JM, Sowoidnich L, Gerstner F, Blanco-Redondo B, Hallermann S, Simon CM (2022). p53-dependent c-Fos expression is a marker but not executor for motor neuron death in spinal muscular atrophy mouse models. Front Cell Neurosci, 16, 1038276.

Korobeynikov VA, Lyashchenko AK, Blanco-Redondo B, Jafar-Nejad P, Shneider NA (2022). Antisense oligonucleotide silencing of FUS expression as a therapeutic approach in amyotrophic lateral sclerosis. Nat Med, 28, 104-116.

Buettner JM, Sime Longang JK, Gerstner F, Apel KS, Blanco-Redondo B, Sowoidnich L, Janzen E, Langenhan T, Wirth B, Simon CM (2021). Central synaptopathy is the most conserved feature of motor circuit pathology across spinal muscular atrophy mouse models. iScience, 24, 103376.

Simon CM, Blanco-Redondo B, Buettner JM, Pagiazitis JG, Fletcher EV, Sime Longang JK, Mentis GZ (2021). Chronic Pharmacological Increase of Neuronal Activity Improves Sensory-Motor Dysfunction in Spinal Muscular Atrophy Mice. J Neurosci, 41, 376-389.

Blanco-Redondo B, Nuwal N, Kneitz S, Nuwal T, Halder P, Liu Y, Ehmann N, Scholz N, Mayer A, Kleber J, Kahne T, Schmitt D, Sadanandappa MK, Funk N, Albertova V, Helfrich-Forster C, Ramaswami M, Hasan G, Kittel RJ, Langenhan T, Gerber B, Buchner E (2019). Implications of the Sap47 null mutation for synapsin phosphorylation, longevity, climbing proficiency and behavioural plasticity in adult Drosophila. J Exp Biol, 222, 203505.​

Blanco-Redondo B, Langenhan T (2018). Parallel Genomic Engineering of Two Drosophila Genes Using Orthogonal attB/attP Sites. G3 (Bethesda), 8(9), 3109-3118.​

Blanco Redondo B, Bunz M, Halder P, Sadanandappa MK, Mühlbauer B, Erwin F, Hofbauer A, Rodrigues V, VijayRaghavan K, Ramaswami M, Rieger D, Wegener C, Förster C, Buchner E (2013). Identification and stuctural characterization of interneurons of the Drosophila brain by monoclonal antibodies of the würzburg hybridoma library. Plos One, 8(9):e75420.

Sadanandappa MK, Blanco Redondo B, Michels B, Rodrigues V, Gerber B, VijayRaghavan K, Buchner E, Ramaswami M (2013). Synapsin function in Gaba-ergic interneurons is required for short-term olfactory habituation. J Neurosci, 33(42):16576-85.