Die Rolle von Histon-Chaperonen und spezifischen Transkriptionsfaktoren bei der vielzelligen Entwicklung von Hyphenpilzen

• Antragstellerin: Privatdozentin Dr. Minou Nowrousian
• Fachliche Zuordnung: Zell- und Entwicklungsbiologie der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 240333372

Ziel dieses Projekts ist die Analyse der molekulargenetischen Grundlagen der Fruchtkörperbildung bei Hyphenpilzen. Bei der Fruchtkörperbildung handelt es sich um ein ontogenetisches Programm, das essentieller Bestandteil des Lebenszyklus vieler Hyphenpilze ist, dessen molekulare Grundlagen aber noch weitgehend unverstanden sind. In dem geplanten Projekt soll die Rolle von Faktoren, die die Genepxression im Zellkern auf der Ebene der Transkription regulieren, auf genomweiter Ebene im Modellorganismus Sordaria macrospora untersucht werden. In vorausgegangenen Untersuchungen konnten bereits einige Transkriptionsfaktoren und Histon-Chaperone identifiziert werden, die an der Fruchtkörperentwicklung beteiligt sind. Für das Transkriptionsfaktorgen pro1 haben wir weiterhin die organspezifische, pro1-abhängige Genexpression in jungen Fruchtkörpern mit einer Kombination aus Laser-Mikrodissektion und Transkriptomanalysen (RNA-Seq) untersucht. Diese Analysen sollen nun auf andere Transkriptionsfaktor- und Histon-Chaperon-Mutanten ausgeweitet werden, um die Funktion des regulatorischen Netzwerks aufzuklären, das Chromatin-Struktur und Transkription während der Fruchtkörperbildung koordiniert. Zusätzlich soll die ChIP-Seq-Technik etabliert werden, mit der Regionen im Genom identifiziert werden können, die von Transkriptionsfaktoren gebunden werden. Durch den Vergleich von ChIP-Seq- und RNA-Seq-Daten können z.B. direkte und indirekte Zielgene von Transkriptionsfaktoren unterschieden werden. In die ChIP-Seq-Analysen sollen auch die Histon-Chaperone einbezogen werden, hierzu ist ein vorheriges Cross-Linking der entsprechenden Proteine mit Histonen und der DNA nötig, da die Histon-Chaperone selbst keine DNA-bindenden Proteine sind. Mit Hilfe dieser Techniken soll der Einfluß von Histon-Chaperonen parallel zum Einfluß von Transkriptionsfaktoren analysiert werden und wechselseitige Abhängigkeiten identifiziert werden. Weiterhin sollen in diesem Projekt Interaktionspartner der untersuchten Transkriptionsfaktoren und Histon-Chaperone identifiziert werden, um Proteinkomplexe zu charakterisieren, die an der Koordination der Aktivität von genomweit agierenden Histon-Chaperonen und speziellen Transkriptionsfaktoren beteiligt sind. Die Identifikation von Interaktionspartnern mittels hochsensitiver Massenspektrometrie (MudPIT) wurde bereits für das Histon-Chaperon ASF1 durchgeführt und soll nun auf andere Proteine ausgeweitet werden. Die Kombination verschiedener Hochdurchsatztechniken zur Analyse der Genexpression soll zu einem integrierten, zeitlich und räumlich aufgelösten Bild der molekularen Prozesse führen, die der Fruchtkörperdifferenzierung zugrunde liegen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen