Podozyten bilden einen integralen Bestandteil des Filtrationssystems der Niere. Sie bedecken die äußere Oberfläche der glomerulären Basalmembran (GBM) und umhüllen die glomerulären Kapillaren, um die Ultrafiltration von Flüssigkeiten zu gewährleisten. Podozyten sind besonders anfällig für Schäden, die durch genetische, hämodynamische, metabolische, inflammatorische und Umweltfaktoren verursacht werden. Biologisch sind Podozyten durch ihre hochgradige, postmitotische Differenzierung, ihre einzigartige Organisation des Zytoskeletts sowie durch komplexe Signalwege gekennzeichnet. Aus medizinischer Sicht spielt der Verlust von Podozyten eine zentrale Rolle bei den häufigsten Formen chronischer Nierenerkrankungen (CKD). Die Schwere der Symptome, wie z. B. Albuminurie, korreliert dabei direkt mit Schäden an den Podozyten. Bisher gibt es kaum erfolgreiche Beispiele für podozytenspezifische Therapien, was wir auf ein unvollständiges Verständnis der Podozytenphysiologie zurückführen. 

Um dies zu ändern, müssen wir das komplexe Gleichgewicht von Gesundheits- und Verletzungssignalen auf den Ebenen der strukturellen Organisation, der zellulären Homöostase, der genetischen Programme und des Metabolismus verstehen. Fortschritte in molekularen und räumlichen (Einzelzell-)Techniken, kombiniert mit (KI-basierter) computergestützter Analytik, ermöglichen es nun, das Wissen über die Niere und Podozyten in der für eine präzise podozytenspezifische Medizin erforderlichen Komplexität und Integration voranzutreiben. Unsere Teams haben wegweisende Fortschritte in der Einzelzellanalyse, den Omics-Technologien, der Multiplex-Bildgebung und der rechnergestützten Analytik in der Podozytenforschung erzielt. In einem gemeinsamen transregionalen Ansatz streben wir an, systematisch Podozyten-Signalwege zu entschlüsseln, Krankheits-Checkpoints zu identifizieren und Wissensgraphen zu erstellen, die mit Daten aus unseren umfangreichen nationalen und europäischen Geweberepositorien für Glomerulopathien integriert werden. Dieses transregionale Sonderforschungsprojekt (SFB) vereint führende ExpertInnen der Podozytenforschung aus verschiedenen Disziplinen, darunter Medizin, Biologie, Chemie, Genetik, Computerwissenschaften und Mathematik. Gemeinsam werden wir das Verständnis podozytenbezogener Erkrankungen grundlegend transformieren. 

• A01 - Mechanosensitive Signalwege und Multiproteinkomplexe an der Schlitzmembran: Schutz der Podozytenintegrität unter mechanischer Belastung (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Benzing, Thomas ;  Bozek, Katarzyna ;  Butt, Linus )
• A02 - Entschlüsselung der Stabilisierungmechanismen der Schlitzmembran (Teilprojektleiter Grahammer, Florian ;  Puelles, Ph.D., Victor G. )
• A03 - Signalübertragung der Podozytenpolarität: Die Rolle des Crumbs2-Komplexes bei der Reifung und Aufrechterhaltung von Podozyten (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Möller-Kerutt, Annika ;  Weide, Thomas )
  Das Projekt zielt darauf ab, die Rolle von Crb2 bei der strukturellen Organisation der Podozyten sowie beim Schlitzmembran (SD)- und Polaritäts-Signaling zu entschlüsseln. Mit Mausmodellen, 2D/3D-Zellkulturen, Organoiden (Crb2-Knockout- und GFP-markierte Systeme), tiefgehender Sequenzierung (snRNA-Seq) und superauflösender Bildgebung untersuchen wir die Mechanismen, Funktionen und Dynamiken von Crb2 während der Podozytenreifung und -differenzierung und bei Erkrankungen. Im Fokus stehen Untersuchungen zu Lokalisation und Turnover von Crb2, Interaktionspartnern, Signaling und zur Rolle der Polaritäts-Signalgebung bei der Aufrechterhaltung podozytärer Funktionen.
• A04 - Aufklärung der Mechanotransduktions-Signatur in Podozyten (Teilprojektleiterinnen Köhler, Sybille ;  Mühlig, Anne Katrin )
• B01 - Calciumregulierte Aktinorganisation bei Podozytendysfunktion und Schädigung (Teilprojektleiter Hackl, Matthias Johannes ;  Wedlich-Söldner, Roland )
• B02 - Die Rolle des späten endosomalen Pathways in Podozyten (Teilprojektleiterinnen Meyer-Schwesinger, Catherine ;  Sachs, Wiebke )
• B03 - Entschlüsselung intraglomerulärer entzündlicher Signalwege (Teilprojektleiter Brähler, Sebastian ;  Tomas, Nicola )
• B04 - Analyse der Bedeutung von extrazellulären Vesikeln (EVs) für das Überleben von Podozyten und die interzelluläre Kommunikation (Teilprojektleiter Braun, Fabian ;  Krahn, Ph.D., Michael )
  Im Gegensatz zu anderen Organen ist Wissen über die Bedeutung der Bildung und Freisetzung extrazellulärer Vesikel (EVs) für die Homöostase von Podozyten noch sehr limitiert. Mithilfe des Drosophila-Modellsystems sowie mithilfe von Nierenorganoiden und Mäusen werden wir die Produktion, Freisetzung und den Inhalt von podozytären EVs charakterisieren. Zudem untersuchen wir, inwieweit die Homöostase von Podozyten von der Freisetzung kleiner oder großer EVs abhängt, und ob Veränderungen in der EV-Sekretion die Anfälligkeit bzw. die Resistenz von Podozyten gegenüber Schädigungen verändert.
• C01 - Das Ajuba/YAP/TAZ-Modul verbindet zytoskelettale Dynamik mit transkriptionellen Programmen zur Aufrechterhaltung der Podozyten-Homöostase (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Cabrita Bustorff Silva, Inês ;  Schermer, Bernhard ;  Vollenbröker, Beate )
  YAP/TAZ, zentrale Regulatoren des Hippo-Signalwegs, und Ajuba-Proteine, Modulatoren der Zytoskelett- und Zellkontakt-Dynamik, spielen eine entscheidende Rolle bei der Mechanotransduktion. Dieses Projekt untersucht, wie podozytäres Ajuba, YAP und TAZ gemeinsam extrazelluläre und zytoskeletale Signale in transkriptionelle Programme übertragen. Ziel ist es zu verstehen, wie Ajuba-Proteine YAP/TAZ-Netzwerke modulieren, die Mechanismen der nukleären Aktivität von Ajuba/YAP/TAZ, einschließlich der Rolle von Phasenseparation, zu charakterisieren und die Bedeutung der Deregulierung von YAP/TAZ/Ajuba in vivo zu untersuchen.
• C02 - Störung von Kernporen und die Schädigung von Podozyten (Teilprojektleiterinnen Braun, Daniela Anne ;  Menke, Amélie Friederike )
  Mutationen in Genen, die für Nukleoporine (NUPs) kodieren, verursachen fokal-segmentale Glomerulosklerose. Dieses Projekt untersucht die Rolle von NUPs bei der Aufrechterhaltung der Podozytenhomöostase der Hypothese folgend, dass intakte Kernporen essenziell für die Erhaltung der podozytenspezifischen Genexpression sind, während Mutationen Transkriptionsprogramme verändern und die Verletzungsanfälligkeit erhöhen. Dazu werden wir transkriptomische Veränderungen durch NUP-Mutationen und deren Auswirkungen auf die Resilienz von Podozyten untersuchen, Mechanismen identifizieren, durch die NUP-Mutationen die Transkriptionsregulation stören, und nicht-kanonische Funktionen von NUPs studieren.
• C03 - Genetisch optimierte Podozyten zur Aufklärung von Mechanismen der Podozytenresilienz (Teilprojektleiter Döser, Markus Carl ;  Pavenstädt, Hermann )
  Die Stärkung der Resilienz von Podozyten bei gleichzeitiger Wahrung ihres postmitotischen Charakters stellt einen vielversprechenden Ansatz bei glomerulären Erkrankungen dar. Hier werden wir genetische Programme untersuchen, die der Resilienz gegenüber krankheitsrelevanten Stressoren in Podozyten zugrunde liegen. Konkret werden wir transkriptionelle Analysen von Podozytenmodellen durchführen, um Überlebens- und Schadenswege zu identifizieren. Weiter werden wir verletzungsinduzierte Reaktionen in organoidbasierten Krankheitsmodellen charakterisieren und resilienzassoziierte Signalwege analysieren. Potenzielle Mediatoren werden durch genetische und pharmakologische Interventionen validiert.
• C04 - Quantifizierung von Podozytenschädigungen auf Einzelzellebene und im Gewebekontext (Teilprojektleiter Beyer, Andreas ;  Kann, Martin )
• D01 - Stoffwechselsignalwege von Podozyten (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Huber, Tobias B. ;  Wanner, Nicola )
• D02 - Mitochondriale Regulation der metabolischen Signalgebung in Podozyten (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Brinkkötter, Paul-Thomas ;  Ester, Lioba )
• D03 - RNA-Bindung durch Enzyme im Zusammenspiel von metabolischer Regulation und Signaltransduktion bei Podozytenerkrankungen (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Huppertz, Ina ;  Müller, Roman-Ulrich )
• D04 - Die Rolle des Aminosäurenstoffwechsels an der glomerulären Filtrationsbarriere (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Rinschen, Markus ;  Schmidt, Insa Marie )
• INFCP02 - Datenmanagement und Modellierung von Podozytensignalnetzwerken durch spezies- und systemübergreifende Integration komplexer klinischer und molekularer Datenstrukturen (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Antczak, Philipp ;  Beyan, Oya ;  Bonn, Stefan )
• MGKIRTG - Integrierte Graduiertenschule - PodoSigN-RTG (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Harendza, Sigrid ;  Meyer-Schwesinger, Catherine ;  Schermer, Bernhard ;  Weide, Thomas )
• SCP03 - Erweiterte molekulare und klinische Phänotypisierung (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Habbig, Sandra ;  Huber, Tobias B. ;  Lindenmeyer, Maja ;  Weber, Lutz T. ;  Wiech, Thorsten )
• ZCP01 - Zentrale Aufgaben und Koordination des Sonderforschungsbereichs (Teilprojektleiter Benzing, Thomas )