The role of the lysine-5-hydroxylase Jmjd6 for splicing

• Antragstellerin: Professorin Dr. Angelika Böttger
• Fachliche Zuordnung: Biochemie
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 150979848

Der von Fadok et.al im Jahre 2000 entdeckte putative Phosphatidylserinrezeptor (PSR) wurde inzwischen in Jmjd6 umbenannt (Fadok et al., 2000). Es hat sich gezeigt, dass er kein Membranrezeptor ist. Es handelt sich um ein Protein aus der Jumonji-Familie, die in den letzten Jahren dadurch Aufmerksamkeit erlangte, dass sie einige Histonlysyldemethylasen beherbergt, die für die Chromatinmodifikationen eine Rolle spielen. Jmjd6 ist, trotz einer dies behauptenden Publikation (Chang et al., 2007), keine Histondemethylase. Das wird im folgenden gezeigt. Das Protein hat große Ähnlichkeit mit der Aspartathydroxylase FIH-1, deren Substrat der „Hypoxia induced“ Transkriptionsfaktor ist, der die Antwort der Zelle auf Sauerstoffmangel bestimmt (Cikala et al., 2004). In unserem letzten Antrag zu dieser Thematik (BO1748/3-3) haben wir herausgefunden, dass Jmjd6 eine ähnliche Enzymaktivität hat, es hydroxyliert Proteine an Lysinresten. Ein Zielprotein ist dabei der Spleißfaktor U2AF-65. Wir haben gezeigt, dass U2AF-65 von Jmjd6 gebunden und an Lys 15, Lys 276 and Lys 290 hydroxyliert wird. Wir konnten auch nachweisen, dass endogenes U2AF-65 in HeLa-Zellen an diesen Resten hydroxyliert ist. Damit haben wir zum ersten Mal eine Lysinhydroxylierung an nicht-sezernierten Proteinen beschrieben. Unsere Beobachtung, dass die Herunterregulation von Jmjd6 einen Einfluss auf das alternative Spleißen von Reportergenen hat, lässt sich mit seiner Funktion als U2AF-65 modifizierendes Enzym vereinbaren. Außerdem vermuten wir nun einen Zusammenhang zwischen der Aktivität von Jmjd6 und dem Spleißen, durch den wahrscheinlich der stark entwicklungsgeschädigte Phänotyp von Jmjd6 knockout Mäusen und knockdown Zebrafischen (reviewed in (Wolf et al., 2007)) erklärt werden könnte. Mit diesem Antrag wollen wir die Bedeutung der Lysin-5-Hydroxylierung von Kernproteinen für das Spleißen von Pre-mRNAs weiter untersuchen. Zuerst wollen wir die Hydroxylierung von U2AF-65 mithilfe von SILAC-Experimenten unter verschiedenen Bedingungen quantifizieren. Anschließend wollen wir Spleißeosomen isolieren und in einem proteomischen Ansatz feststellen, welche anderen Proteine dort von Jmjd6 an Lysinresten hydroxyliert vorliegen. Drittens wollen wir Spleißvarianten detektierende Mikroarrays durchführen und untersuchen, welche Gene ihr Spleißen verändern, wenn Jmjd6 fehlt oder überexprimiert wird. Zuletzt wollen wir den Mechanismus untersuchen, durch den die Hydroxylierung von Spleißfaktoren das Spleißen verändert.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen