Funktion der Histon H2A Deubiquitinase 2A-DUB/Mysm1 in der Entwicklung von Lymphozyten und Haut und assoziierten Erkrankungen und Interaktion mit dem p53-Signalweg

• Antragstellerin: Privatdozentin Dr. Martina Gatzka
• Fachliche Zuordnung: Dermatologie ; Immunologie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 266397124

Für das koordinierte An- und Abschalten spezifischer Gene im Rahmen der sequentiellen Differenzierung spezialisierter Zellpopulationen aus ihren pluripotenten Vorläufern ist die Kollaboration von Histon-modifizierenden und Chromatin-remodellierenden Enzymen mit Sequenz-spezifischen DNA-bindenden Transkriptionsfaktoren (TF) in grösseren Multi-Proteinkomplexen unerlässlich. Hierbei ist die Histon H2A Deubiquitinierung durch 2A-DUB/Mysm1 ein noch wenig untersuchter Vorgang, der potentiell kritische Funktionen auf unterschiedlichen Ebenen der Entwicklung von Blut- und Hautzellen erfüllt: 1. In der DNA-damage response (DDR) im Rahmen der somatischen Rekombination von T-Zell-Rezeptor (TCR) und Immunglobulin (Ig) Genen in der frühen Lymphozytenentwicklung; 2. In der Regulation des Zugangs Sequenz-spezifischer TFs zu DNA während der Differenzierung reifer Lymphozyten und Hautzellen; 3. In der durch reaktive Sauerstoffspezies (ROS) und Strahlung verursachten DDR in exponierten Geweben. Insgesamt ist die Histon H2A Deubiquitinierung durch Mysm1 daher potentiell für die Regulation von Autoimmunität und Tumorentstehung von Bedeutung. Da Mysm1-defiziente Mäuse (Mysm1 KO) gemäß unserer vorläufigen Daten eine Reihe schwerwiegender Veränderungen wie unter anderem eine ausgeprägte Thymushypoplasie im Zusammenhang mit veränderter peripherer T-Zell Aktivierung sowie eine Atrophie der Haut aufweisen, sollen im Rahmen des Projekts die Funktionen von Mysm1 in der T-Zell- und Hautzell-Entwicklung unter Einsatz genetischer, immunologischer und molekularbiologischer Methoden im Detail untersucht werden. Basierend auf unseren vorläufigen Daten, die den Ink4a/ARF Signalweg als potentiellen Mediator erhöhter Apoptose und reduzierter Proliferation in Mysm1-defizienten Thymozyten und epidermalen Basalzell ausweisen, soll das Zusammenspiel von Mysm1 mit dem p19ARF/Ink4a Promoter untersucht und anhand der neu generierten p53-/- x Mysm1-/- und Cdkn2a/ARF-/- x Mysm1-/- Doppelt-KO (DKO) Mäusen auf seine kausale Bedeutung überprüft werden. Zur Aufklärung der Funktion der Histon H2A Deubiquitinierung in der Thymusentwicklung werden ein Lck-Cre x Mysm1flox/flox, p53-/- x Mysm1-/- DKO, sowie H-Y TCR transgenes Mausmodel analysiert, in denen entweder ein wichtiger Apoptose-vermittelnder Signalweg oder die somatische Rekombination inaktiviert sind. In einem translationalen Ansatz werden die Auswirkungen der Mysm1-Defizienz auf T-Zell Repertoire und genetische Instabilität und die Bedeutung für Autoimmunität und Tumorentwicklung untersucht werden. Weiterhin sollen Interaktionen und Bindungspartner von Mysm1 in T-Zellen und der Haut gefunden werden. Diese Untersuchungen werden wichtige Einblicke in die Interaktion epigenetischer Mechanismen mit spezifischen TFs in der Regulation von T-Zell Entwicklung, T-Helfer (Th) Zell Differenzierung und Hautentwicklung gewähren und aufzeigen, wie Epigenetics zur Verhinderung und Bekämpfung von Autoimmunerkrankungen und Krebs beitragen können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen