Walter Birchmeier

Walter Birchmeier

Walter Birchmeier (geboren am 8. Juli 1943 in Würenlingen, Kanton Aargau, Schweiz) ist ein deutsch-schweizerischer Entwicklungsbiologe und Krebsforscher am Max-Delbrück-Zentrum für Molekulare Medizin (MDC) in der Helmholtz-Gemeinschaft, Berlin. Von 2004 bis 2008 war er wissenschaftlicher Direktor[1] des MDC.

Biographie

Walter Birchmeier arbeitete von 1964 bis 1966 als Grundschullehrer. Er studierte Biologie an der Universität Zürich, wo er mit Auszeichnung promovierte. Er arbeitete als Postdoc bei Gottfried Schatz an der Cornell University Ithaca (USA) und am Biozentrum der Universität Basel, und bei Jon Singer an der University of California, San Diego. Danach forschte er als Junior-Gruppenleiter am Friedrich-Miescher-Laboratorium der Max-Planck-Gesellschaft in Tübingen, und als Ordentlicher Professor am Institut für Zellbiologie (Tumorforschung) am Universitätsklinikum Essen. 1993 wechselte er an das Max-Delbrück-Zentrum für molekulare Medizin (MDC) und wurde als Professor an die Charité/Medizinische Universität Berlin berufen.

Forschung

In frühen Arbeiten haben Walter Birchmeier und seine Forschungsgruppe Zytoskelettproteine[2] und das Zell-Adhäsionsmolekül E-Cadherin charakterisiert, das in normalen Epithelzellen vorkommt. Sie entdeckten, dass E-Cadherin in invasiven und metastasierenden Epithelzellen in reduzierter Menge vorhanden ist, und dass dieser Verlust epithelial-mesenchymale Transitionen (EMT)[3][4] auslöst. Transfektion von E-Cadherin in Karzinom-Zellen konvertiert diese wieder in normale, nicht-invasive Epithelzellen.

Die wichtigsten Entdeckungen von Walter Birchmeier beziehen sich auf zwei zellulären Signalsysteme, Wnt/beta-Catenin und Met/Gab1/Shp2. Mutationen oder veränderte Regulation dieser Signalsysteme sind verantwortlich für Entwicklungsstörungen und Krebserkrankungen. Walter Birchmeier und sein Labor entdeckten, dass beta-Catenin an Transkriptionsfaktoren der Lef1/Tcf-Familie[5] bindet und dass durch diesen Mechanismus beta-Catenin in den Zellkern transportiert wird und so Zielgene des Wnt-Signalübertragungs-Systems reguliert. Im Weiteren zeigte die Gruppe, dass beta-Catenin in einen Protein-Abbaukomplex von Axin2/Conductin, GSK3-beta und APC rekrutiert wird.[6] Der Protein-Abbaukomplex ist in Tumoren oft verändert, wodurch beta-Catenin stabilisiert wird und ständig Wnt-Zielgene anschaltet. Im Weiteren untersuchte die Gruppe Scatter Faktor/Hepazozyten-Wachstumsfaktor (SF/HGF)[7] und seinem Rezeptor, die Tyrosinkinase Met, in der Morphogenese von Epithelzellen. Sie fanden, dass Met-Signale im Zytoplasma durch das Multiadaptor-Protein Gab1[8] und die Tyrosin-Phosphatase Shp2[9] übertragen werden.

Zusätzlich nutzte Birchmeiers Labor Mutagenese in der Maus, um die normale Funktion von Wnt/beta-Catenin[10]- und Gab1/Shp2-Signalgebung zu charakterisieren. Sie zeigten, dass Mutation von beta-Catenin Defekte in der Gastrulation bewirken, und durch konditionelle Mutagenese, dass beta-Catenin die Entwicklung von Vorläufer-Zellen und Stammzellen des Nervensystems, der Haare und des Herzens[11][12] kontrolliert. Gab1 und Shp2 Signale werden von Vorläufer-Zellen im Haarfollikel[13] und in der Niere[14] benötigt. Die Gruppe untersuchte onkogene Mutationen von beta-Catenin und SF/HGF/Met in Krebsstammzellen der Maus. Sie zeigten, dass beta-Catenin mit dem Epigenetischen Faktor Mll1 interagiert, und dass die Expression von Zielgenen der beta-Catenin- und Met-Signalwege den Ausgang von menschlichen Hals-Nasen- und Brustkarzinomen prognostizieren.[15][16] In Zusammenarbeit mit dem Leibniz-Institut für Molekulare Pharmakologie in Berlin hat die Gruppe kleinmolekulare Substanzen entwickelt, die Wnt/beta-Catenin[17] und Met/Shp2-Signalgebung[18] hemmen und dadurch Tumorentstehung unterdrücken können.

Walter Birchmeier ist mit der Biologin Carmen Birchmeier-Kohler verheiratet, die Entwicklungsprozesse im Nervensystem und in Muskeln untersucht.

Ehrungen und Mitgliedschaften

Einzelnachweise

  1. ↑ Pressemitteilung des MDC von 2006
  2. ↑ T. E. Kreis, W. Birchmeier: Stress fiber sarcomeres of fibroblasts are contractile. In: Cell. Band 22, 2 Pt 2, November 1980, ISSN 0092-8674, S. 555–561, PMID 6893813.
  3. ↑ B. A. Imhof, H. P. Vollmers, S. L. Goodman, W. Birchmeier: Cell-cell interaction and polarity of epithelial cells: specific perturbation using a monoclonal antibody. In: Cell. Band 35, 3 Pt 2, Dezember 1983, ISSN 0092-8674, S. 667–675, PMID 6652682.
  4. ↑ J. Behrens, M. M. Mareel, F. M. Van Roy, W. Birchmeier: Dissecting tumor cell invasion: epithelial cells acquire invasive properties after the loss of uvomorulin-mediated cell-cell adhesion. In: The Journal of Cell Biology. Band 108, Nr. 6, Juni 1989, ISSN 0021-9525, S. 2435–2447, PMID 2661563, PMC 2115620 (freier Volltext).
  5. ↑ J. Behrens, J. P. von Kries, M. Kühl, L. Bruhn, D. Wedlich: Functional interaction of beta-catenin with the transcription factor LEF-1. In: Nature. Band 382, Nr. 6592, 15. August 1996, ISSN 0028-0836, S. 638–642, doi:10.1038/382638a0, PMID 8757136.
  6. ↑ J. Behrens, B. A. Jerchow, M. Würtele, J. Grimm, C. Asbrand: Functional interaction of an axin homolog, conductin, with beta-catenin, APC, and GSK3beta. In: Science (New York, N.Y.). Band 280, Nr. 5363, 24. April 1998, ISSN 0036-8075, S. 596–599, PMID 9554852.
  7. ↑ K. M. Weidner, J. Behrens, J. Vandekerckhove, W. Birchmeier: Scatter factor: molecular characteristics and effect on the invasiveness of epithelial cells. In: The Journal of Cell Biology. Band 111, 5 Pt 1, 1. November 1990, ISSN 0021-9525, S. 2097–2108, PMID 2146276, PMC 2116316 (freier Volltext).
  8. ↑ K. M. Weidner, S. Di Cesare, M. Sachs, V. Brinkmann, J. Behrens: Interaction between Gab1 and the c-Met receptor tyrosine kinase is responsible for epithelial morphogenesis. In: Nature. Band 384, Nr. 6605, 14. November 1996, ISSN 0028-0836, S. 173–176, doi:10.1038/384173a0, PMID 8906793.
  9. ↑ U. Schaeper, N. H. Gehring, K. P. Fuchs, M. Sachs, B. Kempkes: Coupling of Gab1 to c-Met, Grb2, and Shp2 mediates biological responses. In: The Journal of Cell Biology. Band 149, Nr. 7, 26. Juni 2000, ISSN 0021-9525, S. 1419–1432, PMID 10871282, PMC 2175135 (freier Volltext).
  10. ↑ J. Huelsken, R. Vogel, V. Brinkmann, B. Erdmann, C. Birchmeier: Requirement for beta-catenin in anterior-posterior axis formation in mice. In: The Journal of Cell Biology. Band 148, Nr. 3, 7. Februar 2000, ISSN 0021-9525, S. 567–578, PMID 10662781, PMC 2174807 (freier Volltext).
  11. ↑ Tamara Grigoryan, Peter Wend, Alexandra Klaus, Walter Birchmeier: Deciphering the function of canonical Wnt signals in development and disease: conditional loss- and gain-of-function mutations of beta-catenin in mice. In: Genes & Development. Band 22, Nr. 17, 1. September 2008, ISSN 0890-9369, S. 2308–2341, doi:10.1101/gad.1686208, PMID 18765787, PMC 2749675 (freier Volltext).
  12. ↑ J. Huelsken, R. Vogel, B. Erdmann, G. Cotsarelis, W. Birchmeier: beta-Catenin controls hair follicle morphogenesis and stem cell differentiation in the skin. In: Cell. Band 105, Nr. 4, 18. Mai 2001, ISSN 0092-8674, S. 533–545, PMID 11371349.
  13. ↑ Özlem Akilli Öztürk, Hubert Pakula, Jolanta Chmielowiec, Jingjing Qi, Simone Stein: Gab1 and Mapk Signaling Are Essential in the Hair Cycle and Hair Follicle Stem Cell Quiescence. In: Cell Reports. Band 13, Nr. 3, 20. Oktober 2015, ISSN 2211-1247, S. 561–572, doi:10.1016/j.celrep.2015.09.015, PMID 26456821.
  14. ↑ Regina Willecke, Julian Heuberger, Katja Grossmann, Odyssé Michos, Kai Schmidt-Ott: The tyrosine phosphatase Shp2 acts downstream of GDNF/Ret in branching morphogenesis of the developing mouse kidney. In: Developmental Biology. Band 360, Nr. 2, 15. Dezember 2011, ISSN 1095-564X, S. 310–317, doi:10.1016/j.ydbio.2011.09.029, PMID 22015719.
  15. ↑ Peter Wend, Liang Fang, Qionghua Zhu, Jörg H. Schipper, Christoph Loddenkemper: Wnt/β-catenin signalling induces MLL to create epigenetic changes in salivary gland tumours. In: The EMBO journal. Band 32, Nr. 14, 17. Juli 2013, ISSN 1460-2075, S. 1977–1989, doi:10.1038/emboj.2013.127, PMID 23736260, PMC 3715856 (freier Volltext).
  16. ↑ Jane D. Holland, Balázs Györffy, Regina Vogel, Klaus Eckert, Giovanni Valenti: Combined Wnt/β-catenin, Met, and CXCL12/CXCR4 signals characterize basal breast cancer and predict disease outcome. In: Cell Reports. Band 5, Nr. 5, 12. Dezember 2013, ISSN 2211-1247, S. 1214–1227, doi:10.1016/j.celrep.2013.11.001, PMID 24290754.
  17. ↑ Liang Fang, Qionghua Zhu, Martin Neuenschwander, Edgar Specker, Annika Wulf-Goldenberg: A Small-Molecule Antagonist of the β-Catenin/TCF4 Interaction Blocks the Self-Renewal of Cancer Stem Cells and Suppresses Tumorigenesis. In: Cancer Research. Band 76, Nr. 4, 15. Februar 2016, ISSN 1538-7445, S. 891–901, doi:10.1158/0008-5472.CAN-15-1519, PMID 26645562.
  18. ↑ Linxiang Lan, Jane D. Holland, Jingjing Qi, Stefanie Grosskopf, Jörg Rademann: Shp2 signaling suppresses senescence in PyMT-induced mammary gland cancer in mice. In: The EMBO journal. Band 34, Nr. 11, 3. Juni 2015, ISSN 1460-2075, S. 1493–1508, doi:10.15252/embj.201489004, PMID 25736378, PMC 4474526 (freier Volltext).
Personendaten
NAME Birchmeier, Walter
KURZBESCHREIBUNG deutsch-schweizerischer Entwicklungsbiologe und Krebsforscher
GEBURTSDATUM 8. Juli 1943
GEBURTSORT Würenlingen

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