Das zentromerische Nukleosom in Hefe: Interaktion mit dem inneren Kinetochor und Assemblierung durch das Chaperon Yta7/ ATAD2

• Antragstellerin: Professorin Dr. Ann Elizabeth Ehrenhofer-Murray
• Fachliche Zuordnung: Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 254324152

Die Zentromere eukaryotischer Chromosomen sind die Stellen, an denen das Kinetochor sich aufbaut und die Mikrotubili angebracht werden, was für die Chromosomensegregation essenziell ist. Fehler in diesem Prozess führen zu Aneuploidie, was zu Tumorbildung und Infertilität beim Menschen führen kann. Die Zentromeridentität wird durch die zentromerische Histon H3-Variante CENP-A (Cse4 in S. cerevisiae) vermittelt. Während bereits viel bekannt ist über posttranslationale Modifikationen (PTM) an kanonischen Histonen, wissen wir nur wenig über Modifikationen an CENP-A/ Cse4 und ihre regulatorische Funktion. In diesem Projekt soll die Funktion und das Zusammenspiel zweier PTMs an Cse4 in S. cerevisiae untersucht werden. In vorangehenden Arbeiten haben wir die Methylierung von Arginin 37 (R37) beschrieben, und wir haben als neue Modifikation die Acetylierung von Lysin 49 (K49) entdeckt, für die wir eine antagonistische genetische Funktion zur R37-Methylierung gefunden haben. Hier werden wir die molekulare Basis dafür untersuchen, wie diese PTMs die Kinetochorassemblierung regulieren. Unsere Arbeitshypothese ist, dass in Abwesenheit von R37-Methylierung die K49-Acetylierung die Bindung einer Kinetochorkomponente an den N-Terminus von Cse4 negativ reguliert. Unsere Vorarbeiten lassen vermuten, dass Okp1, eine Komponente des COMA-Komplexes, als Bindungspartner fungiert und daher ein Leser der PTMs an Cse4 sein könnte. In ersten Experimenten werden wir bestimmen, welche Acetyltransferase in vivo für die Cse4-K49-Acetylierung zuständig ist, und wie deren Abwesenheit die Zentromerfunktion beeinflusst. Des weiteren soll die Cse4-Acetylierung in vitro rekonstituiert werden. Insgesamt soll dadurch die funktionelle Rolle der Cse4-K49-Acetyltransferase in der Funktion des Kinetochors bestimmt werden. Des weiteren soll die Rolle von Okp1 als Bindepartner von Cse4 untersucht werden. Dazu soll rekombinantes Okp1 entweder allein oder zusammen mit COMA-Komplexpartnern für Bindestudien an Cse4 genutzt und die Rolle der Modifikationen in dieser Bindung gemessen werden. Zudem soll der Effekt der Cse4-R37-Methylierung auf die Struktur des zentromerischen Chromatins gemessen werden. Insgesamt wird dieses Projekt erste molekulare Daten dazu liefern, wie der Aufbau eines funktionellen Kinetochors durch PTMs an CENP-A/ Cse4 moduliert wird. Es wird dadurch unsere Kenntnis der molekularen Interpretation von PTMs an der zentromerischen H3-Variante CENP-A erweitern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen