Rolle des Stat1 in der Biologie des Makrophagen

Die hervorragende Eigenschaft des T Zell Cytokins Interferon-gamma (IFN- gamma) während einer Immunreaktion besteht in der Aktivierung von Makrophagen zu einer verstärkten immunologischen Abwehrleistung, z.B. beim Abtöten von Mikroorganismen. Der Transkriptionsfaktor Stat1 ist essentiell am Anschalten durch das IFN- gamma induzierbarer Gene beteiligt. In Einklang mit dieser Funktion führt die Disruption des Stat1 Gens in Mäusen zum weitgehenden Erliegen des natürlichen, angeborenen Immunsystems. Dies betrifft vor allem auch die antibakterielle natürliche Immunität. Stat1 liegt als latenter Transkriptionsfaktor im Cytoplasma von Zellen vor und wird durch Signale des IFN-gamma Rezeptors aktiviert. Die Aktivierung erfolgt in zwei aufeinanderfolgenden Schritten. Zum einen wird das Protein an einem einzigen Tyrosin phosphoryliert und solches geschieht durch die Aktivität von rezeptorassoziierten Janus Kinasen (Jaks). Dies führt zur Dimerisierung, Kerntranslokation und Bindung des Stat1 Dimers an DNA. Um seine Funktion als Aktivator der Transkription wahrnehmen zu können, benötigt das Stat1 jedoch ein weiteres Phosphorylierungsereignis, welches eine Phosphatgruppe and das im Carboxyterminus gelegene Serin727 (S727) knüpft. Dementsprechend ist die Annahme begründet, daß Serinkinasen welche das Stat1 S727 phosphorylieren einen essentiellen Beitrag zur Aktivierung von Makrophagen durch das IFN- gamma leisten. Solche Proteinkinasen sind bisher jedoch unbekannt. Wir werden daher die Frage nach Stat1 Serinkinasen zu beantworten versuchen. Unsere bisherigen Ergebnisse legen nahe, daß zumindest eine dieser Kinasen unter den stressinduzierten Proteinkinasen zu finden sein wird, und das sich weiterhin die stressinduzierte Stat1 Serinkinase von derjenigen die durch IFN- gamma aktiviert wird unterscheidet. Wir werden zunächst Kandidaten unter den stressinduzierten Proteinkinasesn auf ihre Fähigkeit hin untersuchen, Stat S727 zu phosphorylieren. Nach positiver Identifizierung wollen wir ermitteln, in welchem Verhältnis diese Kinase zu der durch IFN- gamma aktivierten Kinase steht. Ein weiters wichtiges Ziel ist es, die Relevanz der Stat1 S727 Phosphorylierung in der Biologie des Makrophagen zu ermitteln. Wir werden untersuchen, ob sich das Fehlen der S727 Phosphorylierung genauso stark auswirkt, wie die gänzliche Abwesenheit des Stat1. In diesem Zusammenhang wollen wir Makrophagen mit disruptiertem Stat1 Gen durch Phosphorylierungsmutanten von Stat1 rekonstituieren., Wir werden somit die Bedeutung der Phosphorylierungsereignisse für individuelle Makrophagenfunktionen testen können. Schließlich werden wir versuchen, Stat1-lose Mäuse mit einer Stat1 Phosphorylierungsmutante zu rekonstituieren. Die Analyse des Phaenotyps solcher Tiere erlaubt eine Abschätzung der Bedeutung der Stat1 S727 Phosphorylierung im Zussammenspiel der Zellen des gesamten Immunsystems. Übergeordnetes Projektziel ist also die Identifikation einer Stat1 Kinase und eine Abschätzung ihrer relativen Bedeutung zur antimikrobiellen Immunität und zu entzündlichen Prozessen.