Bedeutung von Cyclin G für die genomische Stabilität in Drosophila

• Antragstellerinnen: Dr. Anja Christina Nagel; Professorin Dr. Anette Preiß
• Fachliche Zuordnung: Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 247944451

Die Aufrechterhaltung genomischer Stabilität ist überlebenswichtig. Sie wird durch die Reparatur be-schädigter DNA bzw. das konsequente Aussondern irreversibel geschädigter Zellen gesichert. Über-wacht und kontrolliert wird dies durch sog. Checkpoints, die das Voranschreiten des Zellzyklus unter-binden und so Zeit für die notwendigen Reparaturschritte gewinnen. Ein dichtes Netzwerk verschiede-ner Faktoren kontrolliert in einem koordinierten Zusammenspiel die Checkpoint-Aktivität und die damit ausgelösten Reparatur- und Apoptoseprozesse. Im Modellsystem Drosophila konnten wir das Gen cyclinG (cycG) als einen essentiellen Faktor bei der Erkennung und Behebung von DNA-Doppelstrangbrüchen während der Meiose identifizieren. Unsere Vorarbeiten weisen darauf hin, dass CycG auch an der DNA-Reparatur in somatischen Zellen beteiligt ist. Ziel ist es nun mittels molekular-genetischer Ansätze den Wirkungsmechanismus von CycG bei der mitotischen DNA-Reparatur im Vergleich zur meiotischen DNA-Reparatur aufzuschlüsseln. In einem ersten Versuchsblock soll die Rolle von CycG bei der strahlungsinduzierten Stressantwort untersucht werden. Dazu werden larvale Gewebe bestrahlt, die in einer klar begrenzten Region Zellen mit wildtypischer CycG-Menge enthalten, während die Nachbarzellen für cycG mutant sind. Mittels immunhistologischer Ansätze lässt sich ein exaktes zeitliches Reaktionsschema der apoptotischen Zelltodinduktion bzw. der Zellzyklusantwort aufzeigen. Zudem sollen zytologische Untersuchungen chromosomale Aberrationen in cycG Mutanten erfassen, die spontan bzw. nach Bestrahlung auftreten. Im zweiten Versuchsblock soll geprüft werden, ob CycG für unterschiedliche Reparaturwege spe-zifisch benötigt wird. Dazu wird zum einen die Sensitivität auf weitere genotoxische Stressoren unter-sucht. Zum anderen wird ein genetisches Testsystem eingesetzt, das erlaubt, nach gezielter Induktion von Doppelstrangbrüchen den eingeschlagenen Reparaturweg phänotypisch zu unterscheiden. An-schließende PCR- und Sequenzanalysen decken die Fehler sequenzgetreu auf. Im dritten Versuchs-block möchten wir die molekulare und genetische Verzahnung von CycG mit dem in diesem Kontext bekanntermaßen agierenden Tumorsuppressor P53 untersuchen. Wir haben eine direkte Interaktion der beiden Proteine in vitro beobachtet, die nun auf ihre in vivo Relevanz molekular-genetisch untersucht werden soll. Da CycG an regulatorische B'-Untereinheiten der PP2A bindet, kommt als Wirkme-chanismus eine Regulation der Proteinphosphatase PP2A in Betracht, die vielen Checkpoint-Proteinen entgegenwirkt. Genetische Experimente sollen klären, ob CycG via PP2A Einfluss auf die DNA-Reparatur nimmt. Diese Erkenntnisse erweitern nicht nur unser Bild von der überlebenswichtigen Kontrolle der genomi-schen Stabilität in Drosophila, sondern liefern darüberhinaus Hinweise zu entsprechenden Kontroll-mechanismen in Vertebraten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen