Identifizierung und Charakterisierung von Brd4 Interaktionspartnern in Krebszellen und DNA Tumorvirus-infizierten Zellen

• Antragstellerin: Dr. Simone Kühnle
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie ; Virologie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 260997075

Das Bromo-Domänen Protein Brd4 wird mit verschiedenen Krebserkrankungen in Verbindung gebracht. Zum Einen ist Brd4 das Angriffsziel einiger viraler Proteine von DNA Tumorviren wie humanen Papillomviren (HPV), dem Epstein-Barr-Virus (EBV), dem humanen Herpesvirus 8 (HHV8) sowie dem Merkelzell Polyomavirus (MCPV). Für diese Viren spielt die Interaktion mit Brd4 sowohl eine Rolle bei der Erhaltung des viralen Genoms als auch bei der Transkription viraler sowie zellulärer Gene. Andererseits führt eine genomische Translokation (t15;19), welche in einer Genfusion zwischen Brd4 und dem NUT Gen resultiert, zu einer aggressiven Form von Plattenepithelkarzinom dem sogenannten NUT-Midline-Karzinom (NMC). In Zweidrittel aller NMC Fälle ist das NUT Gen an das für Brd4 kodierende Gen fusioniert, was zur Expression eines Brd4-NUT Fusionsproteins führt. Es kann vermutet werden, dass durch die Expression viraler Proteine, sowie durch die Fusion an NUT manche Brd4 Funktionen erhalten bleiben, während andere Funktionen durch die veränderten physiologischen Bedingungen verloren gehen oder sogar neu kreiert werden. Meine Hypothese ist, dass sich unter pathologischen Bedingungen diese veränderten Brd4 Funktionen auch in der Interaktion von Brd4 mit zellulären Proteinen wiederspiegeln. Ich habe daher einen Proteomics-Ansatz gewählt in welchem ich Brd4-assoziierte zelluläre Proteine, sowohl in An- als auch in Abwesenheit verschiedener viraler Proteine, mittels Massenspektrometrie identifiziert und mit Hilfe der Software Platform CompPASS analysiert habe. Mit diesen Experimenten konnte ich mehrere neue Brd4 Interaktionspartner identifizieren. Interessanterweise waren unter den identifizierten Proteinen sowohl Proteine welche nur in Anwesenheit eines spezifischen viralen Proteins als Bindepartner von Brd4 indentifiziert wurden sowie Proteine welche in Anwesenheit eines bestimmten viralen Proteins ihr Vermögen Brd4 zu binden verloren hatten. Diese Proteine stellen interessante Kandidaten für weiterführende Untersuchungen dar, da eine Fehlregulation von Brd4 Interaktionen durch virale Proteine potentiell zur Pathogenese beitragen könnte. Ich werde daher diese neu identifizierten Interaktionen validieren und anschließend deren physiologische Relevanz während bestimmter viraler Infektionen untersuchen. Außerdem werde ich meine Massenspektrometrie-basierte Studie ausweiten und den gleichen Ansatz nutzen um Brd4 Interaktionspartner zu identifizieren deren Bindeverhalten sich durch die Fusion von Brd4 an NUT in NMC verändert. Beide Projekte werden somit neue Einblicke in die Funktion und Fehlfunktion von Brd4 bei Krebserkrankungen und viralen Infektionen gewähren.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Peter Howley, Ph.D.