Zeitschrift für Allergie und Therapie

Abstrakt

Für die postembryonale Entwicklung ist eine durch Wurst vermittelte Atemwegsfreigabe erforderlich

Anna Lollies, Tamara Krsmanovic, Laura CA Jussen und Matthias Behr*

Tubuläre Organe sind für den Transport von Flüssigkeiten oder Gasen erforderlich. Das Trachealsystem von Drosophila und die menschliche Lunge müssen einen Übergang von Flüssigkeit zu Luft durchlaufen, um den Sauerstofftransport in der postembryonalen bzw. neonatalen Entwicklung zu ermöglichen. Bei Menschen kann ein Versagen der Flüssigkeitsclearance in den Atemwegen zu schweren klinischen Syndromen führen, wie z. B. dem neonatalen Atemnotsyndrom oder vorübergehender Tachypnoe bei Neugeborenen. Die zugrunde liegenden molekularen Mechanismen sind jedoch noch nicht gut verstanden. Zuvor haben wir das transmembranäre J-Domänenprotein Wurst als Schlüsselregulator der Atemwegsclearance in Drosophila identifiziert. Wurst ist an der Endozytose beteiligt und rekrutiert Clathrin und das damit verbundene Hitzeschock-Protein 70 zur apikalen Membran. In mutierten Wurst-Embryonen sind die Atemwege überdimensioniert und die Flüssigkeitsclearance in den Atemwegen ist beeinträchtigt. Hier zeigen wir, dass die Expression von Wurst in Trachealzellen, aber nicht in den Atemöffnungen, ausreicht, um die Atemwegsclearance und Luftfüllung wiederherzustellen. Wir fanden heraus, dass nur der tracheale, RNAi-spezifische Knockdown von Wurst für die Flüssigkeitsclearance in den Atemwegen in postembryonalen Stadien wesentlich ist, was zu einem schweren Wachstumsstillstand und frühzeitigem Tod führt. Beim trachealen Wurst-Knockdown akkumulierte sich Clathrin an der apikalen Zellmembran. Zellkulturanalysen identifizierten Wursts Kolokalisierung mit endozytischen Markern und Koclustering an der Plasmamembran. Zusammenfassend charakterisieren unsere Daten Wurst als Schlüsselregulator der Flüssigkeitsclearance und Physiologie in den Atemwegen. Wurst ist konserviert und ein einziges Ortholog wurde beim Menschen identifiziert, genannt DNAJC22. Daher wird die Untersuchung der molekularen Funktion von Wurst/DNAJC22 bei der Flüssigkeitsclearance in den Atemwegen zu einem besseren Verständnis klinisch relevanter Lungensyndrome beitragen.