Actin-binding protein 1 (mAbp1/SH3P7/Hip-55) is a mammalian intracellular adaptor protein that is widely expressed in murine tissues, and has been identified as substrate of protein tyrosine kinases in stimulated B-cells. mAbp1 binds to F-actin, and proline-rich domains within proteins that may display tissue-specific expression. Binding of mAbp1 to F-actin mediated its connection with components of different cellular machineries. Therefore, it has been proposed that mAbp1 plays an important role in many cellular processes in different cell types. Previous studies also suggest that mAbp1 is involved in the endocytic processes of various cell lines.

The objective of my project was characterization of the in vivo function of mAbp1 using the available mAbp1-deficient mouse line. Both heterozygous and mAbp1-deficient mice at four to twelve months of age develop symptoms characteristic of poor general health, tremors, partial paralysis of hind limbs, and strongly reduced fine motor coordination that is gender dependent. Analysis of mAbp1-deficient mouse organs revealed that mAbp1 is critical for proper heart, lung and spleen functions. Considering the hight levels of mAbp1 expression in lymphatic and neuronal tissues, analysis of cells from these tissues was of particular interest. Analysis of lymphocyte-populations in bone marrow, thymus, lymph node, and spleen did not reveal any remarkable differences in B- and T-cell development and differentiation between wildtype and mAbp1-deficient mice. However, functional deficits were detected by increased extracellular Ca2+-influx in splenic follicular and T1-B-cells of mAbp1-deficient mice post stimulation. Furthermore, primary cultures of cerebellar neurons revealed enhanced neurite outgrowth from mAbp1-deficient neurons. Additionally, the predicted binding of mAbp1 to Hip1R was confirmed in vivo by co-immunoprecipitation experiments.

Collectively these studies support the functional relevance of mAbp1 in dynamic processes and signal transduction in different cell types. mAbp1-deficient mice may therefore serve as model system for human cardiac and neuronal diseases in future studies to investigate their functional relevance.

Das intrazelluläre Adapterprotein mammalian actin-binding protein 1 (mAbp1/SH3P7/Hip-55) wird in vielen Geweben der Maus exprimiert und wurde als Substrat von Proteintyrosinkinasen in stimulierten B-Zellen identifiziert. mAbp1 interagiert sowohl mit F-Aktin als auch mit einer Vielzahl von teilweise Gewebe-spezifisch exprimierten Proteinen mit Prolin-reichen Sequenzen. Diese Eigenschaften deuten auf eine Funktion von mAbp1 in vielen zellulären Prozessen in unterschiedlichen Zelltypen hin. Dabei kann häufig die F-Aktin-Bindungseigenschaft von mAbp1 zum Tragen kommen, die eine Verknüpfung von F-Aktin mit Komponenten zellulärer Maschinerien ermöglichen kann. Frühere Studien an verschiedenen Zelllinien gaben Hinweise auf eine Bedeutung von mAbp1 in der endozytotischen Maschinerie.

Im Rahmen dieser Arbeit stand eine mAbp1-defiziente Mauslinie zur Verfügung, die erstmals Analysen zur mAbp1-Funktion in vivo ermöglichte. Heterozygote und mAbp1-defiziente Mäuse entwickelten im Alter von vier bis zwölf Monaten abhängig vom Geschlecht einen schlechten Allgemeinzustand, Tremor und partielle Lähmungen der Hinterbeine sowie starke motorische und koordinative Defizite. Die Analyse der Organe mAbp1-defizienter Mäuse zeigte eine Abhängigkeit von mAbp1 für die Integrität von Herz, Lunge und Milz. Aufgrund der hohen Expression von mAbp1 in lymphatischen und neuronalen Geweben lag ein besonderer Fokus auf der Analyse der Zellen dieser Gewebe. Analysen der Lymphozyten-Population in Knochenmark, Thymus, Lymphknoten und Milz zeigten keine Unterschiede in der Entwicklung und Differenzierung von B- und T-Zellen zwischen mAbp1-defizienten und wildtypischen Mäusen. Funktionelle Analysen zeigten jedoch einen verstärkten extrazellulären Ca2+-Einstrom in follikulären und T1-B-Zellen der Milz mAbp1-defizienter Mäuse nach Stimulation. In funktionellen Studien an primären Cerebellum-Kulturen zur Entwicklung von Neuronen konnte ein verstärktes Neuritenwachstum bei mAbp1-defizienten Neuronen detektiert werden. Des weiteren wurde Hip1R als Interaktionspartner von mAbp1 in neuronalen und lymphatischen Geweben in vivo durch Co-Immunaufreinigung bestätigt.

Zusammenfassend unterstützen diese Studien die Bedeutung von mAbp1 in Zellen verschiedener Gewebe in dynamischen Prozessen und Prozessen der Signalweiterleitung. Des weiteren kann die mAbp1-defiziente Mauslinie in zukünftigen Studien als Modellsystem für humane kardiale und neuronale Erkrankungen dienen, um Hinweise auf funktionelle Ursachen dieser Erkrankungen zu erhalten.