Uddannelses- og Forskningsministeriet - FSS - Role of membrane contact sites and calcium dynamics in intracellular cholesterol transport

Within this project, we aim for determining the molecular mechanisms underlying
export of cholesterol derived from low density lipoprotein (LDL) in late endosomes
(LEs). This is an outstanding question in cell biology with far reaching
consequences for understanding the molecular determinants of atherosclerosis,
virus infection, neurodegeneration and even cancer. Recent studies suggest proteinmediated
membrane contacts between LEs and the endoplasmic reticulum (ER) and
endosomal calcium signaling as important factors in this process. NPC1 and NPC2
are two proteins whose defect leads to Niemann Pick type C disease with defective
endosomal calcium homeostasis and blocked cholesterol egress from LEs. NPC1 is
also hijacked by viruses during Ebola infection. Using advanced optical microscopy,
we will study the formation of membrane contacts between LEs and the ER. We will
determine how calcium signaling coordinates processing of LDL and handling of its
cholesterol via NPC1 and NPC2.

I dette forskningsprojekt vil vi kortlægge de molekylære mekanismer bagved
frigivelsen af kolesterol fra ’low density lipoprotein (LDL) i celler. Kolesterol er et
lille molekyle i vores cellemembraner, som er vigtigt for deres barrierefunktion. LDL
kender man også som det dårlige kolesterol, fordi dets ophobning kan fremkalde
åreforkalkning. Vores celler optager LDL i små membranbegrænsede mikroorganeller,
som kaldes for endosomer. De molekylære mekanismer bagved
frigivelse af kolesterol og dens transport til kolesterol-sanseorganellen, det
endoplasmatiske retikulum (ER), er ikke forstået. De er dog vigtige i mange
sygdomme inkl. Alzheimer og cancer. Nøglemolekyler i endosomer er NPC
proteinerne. Når celler mangler disse proteiner - et kendetegn af Niemann Pick type
C (NPC) sygdommen - findes en stærk ophobning af kolesterol og andre fedstoffer
og nedsat organfunktion, specielt i hud, lever og hjernen af patienter. NPC proteiner
danner også en slags porte for Ebola virus, når den inficerer celler, som
understreger, hvor vigtigt det er, at forstår, hvordan NPC proteiner virker. En
hypotese går ud fra, at calcium signalering og kolesteroltransport mellem
endosomer og sanseorganellen ER foregår via membrankontakter, som dannes med
hjælp af NPC proteiner. Vi vil benytte os af de nyeste optiske mikroskopimetoder til
at undersøge, hvordan kontaktarealer opbygges, hvordan kolesterol frigives og
hvilken rolle NPC proteiner og calcium signalering spiller i denne proces.