Die Rolle der Chd1 Chromatin-Remodellierungsfaktoren bei der Unterdrückung kryptischer Transkription und die Analyse der Interaktion zwischen kryptischer Transkription, Nukleosompositionierung und -fluktuation.

• Antragsteller: Dr. Tamás Fischer
• Fachliche Zuordnung: Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung ; Biochemie ; Bioinformatik und Theoretische Biologie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 284266649

Die eukaryotische Chromatinstruktur kondensiert und schützt nicht nur das Genom, sie reguliert auch die Zugänglichkeit der DNA. Modifikationen des Chromatins erlauben zeitweise den freien Zugang zu bestimmten genomischen Sequenzen. Verschiedene Chromatineigenschaften wie zum Beispiel die Position, Belegung und Fluktuation der Nukleosomen bilden einen umfangreichen genomischen Indexierungsmechanismus, der für die Definition von Funktionseinheiten im Genom verantwortlich ist. Defekte in diesen regulierenden Prozessen führen zu einer vermehrten Transkription außerhalb der definierten Transkriptionseinheiten, toxischer Akkumulation von nicht-codierenden Transkription und genomischer Instabilität. Einer der grundlegenden Fragen der Chromatinbiologie ist, wie der genomische Indexierungsmechanismus die Transkriptionseinheiten genau definiert. Die Ziele dieses Antrages sind: (i) die Beziehung zwischen Nukleosomposition, -fluktuation und die Unterdrückung von kryptischen Transkription zu verstehen; und (ii) die Mechanismen zu untersuchen, mit denen Chd1 die Nukleosomanordnung mit uniformer, artspezifischer Nukleosomdistanz in genkodierenden Regionen aufrechterhält. Wir werden verschiedene Schizosaccharomyces pombe (S. pombe) Mutanten nutzen, die eine erhöhte kryptische Promoteraktivität zeigen. Mithilfe dieser Mutanten wollen wir die Chromatineigenschaften herausfinden, welche für die Unterdrückung der Transkriptionsinitiierung außerhalb der Promoterregionen nötig sind. Außerdem wollen wir diverse Chd1 Deletions- und Punktmutationsstämme generieren, um die Interaktion zwischen Nukleosompositionierung, ¬fluktuation und kryptischer Transkription zu untersuchen. Da die Länge der Linker DNA zwischen verschiedenen Arten sehr stark variiert, nutzen wir die Chd1 Enzyme aus S. pombe (Länge Linker DNA 6 bp), Chaetomium thermophilum (Länge Linker DNA 26 bp) sowie verschiedene Chimären beider Arten, um die von den Chd1 Enzymen generierten Nukleosomanordnungen zu vergleichen. Daneben wollen wir auch den Einfluss dieser Chd1 Enzyme auf die kryptische Transkription sowie die Chromatinstruktur analysieren. Diese Studie wird außerordentlich zu unserem Verständnis der eukaryotischen Genomorganisation sowie die Rolle des Chromatins bei der Definition von Funktionseinheiten im Genom beitragen. Störungen dieser hochkonservierten Struktur führen zu einer vermehrten kryptischen Transkription und genomische Instabilität, welche wiederum eine Hauptursache für die Krebsentstehung und das Altern darstellen. Das Verständnis der unterliegenden molekularen Mechanismen könnte in Zukunft wichtige therapeutische Anwendungen finden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen