Untersuchungen zum Einfluss von telomerassoziierten Proteinkomplexen auf die Regulation und Struktur der VSG Expression Site in Trypanosoma brucei

• Antragsteller: Dr. Falk Butter; Professor Dr. Christian Janzen
• Fachliche Zuordnung: Parasitologie und Biologie der Erreger tropischer Infektionskrankheiten
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 404419679

Der einzellige Parasit, Trypanosoma brucei, ist der Erreger tödlicher Krankheiten wie der Schlafkrankheit bei Menschen und Nagana bei Nutztieren in Afrika südlich der Sahara. Während ihres Lebenszyklus müssen Trypanosomen zwischen einem Säugetierwirt und dem Überträger, der Tsetse-Fliege, wechseln. Um der Immunantwort des Säugerwirts zu entkommen, haben sogenannte Blutbahnformen (BSF) der Parasiten einen komplexen Mechanismus entwickelt, um ihre exponierte Oberfläche zu verändern. Diese sogenannte Antigenvariation beruht auf eine monoallelische Expression und dem periodischen Wechsel von variablen Oberflächenglykoproteinen (variant surface glycoproteins, VSG). Das aktive VSG-Gen wird immer nur von einem von 15 subtelomeren Bereichen, den sogenannten expression sites (ES), transkribiert. Telomerassoziierte Proteine regulieren die Transkription und Rekombinationsereignisse in der aktiven ES. Während der Differenzierung von BSF zur prozyklischen Form (PCF) in der Fliege wird die Transkription der aktive ES komplett abgeschaltet. Die genauen molekularen Mechanismen, die für die Regulation der Antigenvariation verantwortlich sind, sind noch unbekannt, da bisher nur wenige telomerassozierte Proteine in Trypanosomen identifiziert und charakterisiert worden sind.Um Antigenvariation in Trypanosomen besser zu verstehen, kombinierten wir eine biochemische Anreicherung mit quantitativer Massenspektrometrie, um die genaue Zusammensetzung von Telomerproteinkomplexen in T. brucei zu bestimmen. Wir konnten 17 telomerassoziierte Proteine identifizieren, einschließlich bereits beschriebener Telomerproteine. In Rahmen dieses Antrags schlagen wir zwei unabhängige, aber komplementäre Projekte vor, um die neuen telomerassoziierten Proteine zu charakterisieren und ihre mutmaßliche Funktion in ES-Transkriptionsregulation und Antigenvariation aufzuklären. Vorläufige Daten weisen bereits auf eine unterschiedliche Zusammensetzung der Telomerkomplexe in den beiden Formen des Parasiten hin. Um die Funktion dieser Proteine in telomerassozierten Mechanismen zu validieren, konnten wir bereits zeigen, dass eines der neuen telomerbindenden Proteine, TelAP1, einen Komplex mit bereits bekannten Telomerproteinen (TRF, RAP1 und TIF2) bildet und die Abschaltung der Transkription der ES während der Differenzierung beeinflusst.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen