Die molekularen Mechanismen und Regulation des durch DNS-Schädigung induzierten Exportes des menschlichen MacroD2-Proteins aus dem Zellkern

• Antragsteller: Dr. Gyula Timinszky
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 244862758

Eukaryotische Zellen müssen schnell auf Schädigungen ihrer Erbinformation (DNS) reagieren. Diese Antwort bewerkstelligen sie durch spezielle Signal- und Reparaturmechanismen und die Koordination zellulärer Ereignisse wie z.B. die Modulation des Proteintransportes zwischen Zellkern und Zytoplas-ma. Phosphorylierung und poly-ADP-Ribosylierung sind wichtige post-translationale Modifikationen (PTMs), welche die Funktion von Proteinen in Antwort auf DNS-Schädigung regulieren können. Wäh-rend es im Allgemeinen bekannt ist, dass diese PTMs als Reaktion auf DNS Schädigung häufig zeit-gleich auftreten, ist jedoch sehr wenig bekannt darüber, wie sich diese beiden Modifikationen gegen-seitig beeinflussen. Ich habe ein sehr interessantes duales Verhalten für das menschliche Macrodo-mänen-Protein MacroD2 entdeckt. Es wird einerseits, in Abhängigkeit von poly-ADP-Ribose-"Signalling", äußerst rasch an die Stellen mit DNS-Schädigung rekrutiert. Andererseits wird MacroD2 in Antwort auf die Aktivierung einer als PIKK zusammengefassten Gruppe von DNS Reparatur-relevanten Kinasen aus dem Zellkern exportiert. MacroD2 ist somit das erste Protein das sowohl PIKK- als auch PARP-Signale auf sich vereinigt. Darüber hinaus konnte kürzlich gezeigt werden, dass MacroD2 als ADP-Ribosylhydrolase katalytisch aktiv ist und somit die poly-ADP-Ribosylierungs-Signale entfernen kann. Das hier vorgeschlagene Projekt möchte mittels einer Kombination aus "Le-bend"-Zellbildgebung ("Live-Cell Imaging"), "High-content two-hybrid Screening" und enzymatischen Assays neue regulatorische Verbindungen zwischen den Signalnetzwerken der Phosphorylierung und der poly-ADP-Ribosylierung im Ablauf der zellulären DNS-Reparatur untersuchen. Im Detail wollen wir (a) die ADP-ribosylierten Proteine identifizieren, die von MacroD2 gebunden werden, (b) die mole-kulare Grundlage des Exportes aus dem Zellkern im Detail analysieren und (c) eine funktionelle Ver-bindung zwischen der regulatorischen Rolle der Macrodomäne und der verminderten Antwort auf DNS-Schädigung bei Überexpression von MacroD2 herstellen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen