Johannes Huppa, PhD

Assistenzprofessor

Tel.: +43-(0)1-40160-33004

fax: +43-(0)1-40160-933002

Adresse: CePII, Institut für Hygiene und Angewandte Immunologie, Lazarettgasse 19, Raum G3.07, A-1090 Wien, Österreich

email: Johannes.Huppa@meduniwien.ac.at

Forschungsinteressen: T Zell Antigen Erkennung, Immunologie, Zellbiologie, Signaltransduktion, Imaging, biophysikalische Methoden, Protein Engineering, Strukturbiologie

Im Huppa-Lab interessieren wir uns für die Frage, wie das angeborene und das adaptive Immunsystem zusammenarbeiten, um zwischen Freund und Feind zu underscheiden. Unsere Neugier dreht sich hierbei in erster Linie um zwei Fragestellungen:

Wie erkennen Lymphozyten, insbesondere T Zellen, Antigene auf molekularer, subzellulärer und zellulärer Ebene?
Wie modulieren Antigen Präsentierende Zellen die Antigenerkennung von T Zellen?

Wir streben quantititative Antworten an mittels zellbiologischer, biophysikalischer und gentechnischer Methoden, um zu erklären wie T Zellen ihre außergewöhnliche Sensitivität und Selektivität gegenüber Antigenen etablieren und die richtige Balance zwischen Immunität und Toleranz aufrecht erhalten.

Für dieses Ziel entwickeln wir fluoreszente Sonden und planare Glas-unterstützte funktionalisierte Lipid-Doppelschichten, welche wir einsetzen, um primäre T Zellen und Antigen Präsentierende Zellen in innovativen Laser-Mikroskopie Experimenten zu studieren. Wir führen Mikroskopie mit modernsten Methoden der Immunologie und der Molekularbiologie zusammen, um die Genexpression zu manipulieren und zu verfolgen.

Wissenschaftlicher Werdegang und Forschungserfahrung

Biochemie-Diplomstudium an der Freien Universität Berlin
Doktorarbeit am Massachusetts Institute of Technology
Postdoc und Research Associate an der Stanford Universität

Ausgewählte Publikationen

Guy C.S., Vignali K.M., Temirov J., Bettini M.L., Overacre A.E., Smeltzer M., Zhang H., Huppa J.B., Tsai Y.H., Lobry C., Xie J., Dempsey P.J., Crawford H.C., Aifantis I., Davis .M., Vignali D.A. (2013) Distinct TCR signaling pathways drive proliferation and cytokine production in T cells. Nature Immunology Feb3 Epub ahead of print
Axmann M., Huppa J.B., Davis M.M., Schütz G.J. (2012) Determination of interaction kinetics between the T cell receptor and peptide-loaded MHC class II via single-molecule diffusion measurements. Biophysical Journal 103 (2): L17-19
Xie J., Huppa J.B., Newell E.W., Huang J., Ebert P.J., Li Q.J., Davis M.M. (2012) Photocrosslinkable pMHC monomers stain T cells specifically and cause ligand-bound TCRs to be 'preferentially' transported to the cSMAC. Nature Immunology 13:674-80
Huppa J.B., Axmann, M., Mörtelmaier M.A., Lillemeier B.F., Newell E.W, Brameshuber M., Klein L.O., Schütz G.J., Davis M.M. (2010) TCR-peptide-MHC interactions in situ show accelerated kinetics and increased affinity. Nature 463: 963-7
Lillemeier B.F., Mörtelmaier M.A., Forstner M.B., Huppa, J.B., Groves, J.T., Davis, M.M. (2010) TCR and LAT are expressed in separate membrane domains and concatenate during activation. Nature Immunology 11, 90-97
Kuhns M.S., Girvin A.T., Klein L.O., Chen R., Jensen K.D., Newell E.W., Huppa J.B., Lillemeier B.F., Huse M., Chien Y.H., Garcia K.C., Davis M.M. (2010) Evidence for a functional sidedness to the ab TCR. Proceedings of the National Academy of Science (USA) 107: 5094-9
Davis M.M., Krogsgaard M., Huse M., Huppa J., Lillemeier B.F. Li Q.J. (2007) T cells as self-referential, sensory organ. Annual Reviews in Immunology 25:681-95
Huppa J.B., Davis M.M. (2003) T cell antigen recognition and the immunological synapse. Nature Reviews in Immunololgy 3:973-83
Huppa J.B., Gleimer M., Sumen C., Davis M.M. (2003) Continuous T cell receptor signaling required for synapse maintenance and full effector potential. Nature Immunology 4:749-55

Alle Publikationen von Johannes Huppa in PubMed

Link für Johannes Huppa's CV

Drucken

FRET System zur Visualisierung der TCR-pMHC Bindung in situ

Gezeigt ist ein Modell des FRET (Förster Resonnanz Energie Transfer) Systems, welches uns erlaubt, Wechselwirkungen zwischen T Zell Rezeptoren (in blau dargestellt) auf der T Zelle und Peptid-beladenen MHC Molekülen (in gelb und rot abgebildet) auf Antigen-präsentierenden Zellen innerhalb der immunologischen Synapse mittels mikroskopischer Methoden zu messen. Um FRET in reproduzierbarer Weise zuzulassen, werden die Interaktionspartner mit den korrespondierenden Fluoreszenz-Farbstoffen Alexa Fluor 555 oder Cy3 (grün) und Alexa Fluor 647 oder Cy5 (rot) in seitenspezifischer Weise markiert. Da es derzeit technisch unmöglich ist, Zell-gebundene Rezeptoren wie z.B. den TCR seitenspezifisch mit organischen Fluorophoren zu markieren, haben wir einen TCR-reaktiven monoklonalen Antikörper zu einer monovalenten Sonde umgebaut (hier hellbraun dargestellt), welche die TCR-pMHC Interaktion nicht stört und sich seitenspezifisch Fluoreszenz-markieren läßt. Im TCR-pMHC Komplex befinden sich die korespondierenden FRET- Farbstoffe in einem Abstand von ~ 41 Ångström, was eine FRET-Effizienz von mehr als 50% zuläßt . Dies ermöglicht uns, TCR-pMHC Wechselwirkungen sowohl auf Einzelmolekülebene wie auch auf Populationsebene in der immunologischen Synapse zu quantifizieren.

Das illustrierte Modell basiert auf der Struktur des TCR-pMHC Komplexes einerseits und des TCR-H57 Fab Komplexes andererseits.

Einzelmolekül FRET-Ereignisse in der Immunologischen Synapse

Die obige Filmsequenz zeigt den FRET-Kanal einer Immunologischen Synapse zwischen einer T Zelle und einem Glass-unterstützten Bilayer. Wie in der obigen Illustration dargestellt sind Zell-assozierte TCRs mit dem H57 scFv-Cy3 als FRET-Donor dekoriert. Im Bilayer verankerte pMHCs sind im Unterschuß mit Cy5 markiert und dienen als FRET-Akzeptor. Einzelmolekül-FRET Ereignisse erscheinen vorübergehend als Lichtpunkte und repräsentieren einzelne TCR-pMHC Interaktionen, deren Dauer verfolgt werden kann. Der äußere Rand der Cy3-markierten T Zelle leuchtet in der hier gezeigten Raw FRET Bildsequenz schwach durch.

Zeitskala: 165ms/ Bild