Funktionelle genetische Screens nach regulatorischen DNA-Elementen mit Treiberfunktion für Tumorprogression und Therapieresistenz

• Antragsteller: Dr. Sebastian Dieter
• Fachliche Zuordnung: Hämatologie, Onkologie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 415497046

Das menschliche Genom enthält genetische Information in unterschiedlichen Formen: transkribierte kodierende und nicht-kodierende Gene sowie nicht-transkribierte regulatorische DNA-Elemente (rDE). RDE kontrollieren Ausmaß und Muster der Genexpression und sind unverzichtbar für die Entwicklung von Organismen. Passend dazu mehren sich Hinweise darauf, dass Veränderungen in rDE entscheidend zur Tumorentstehung beitragen, was darauf hindeutet, dass diesen Elementen eine Schlüssel-Rolle für die Zellidentität im physiologischen und pathophysiologischen Kontext zukommt.RDE können unterteilt werden in transkriptionelle rDE (t-rDE), die Transkriptionsfaktoren zu Verstärker-Elementen ("Enhancer") rekrutieren und dadurch die Genexpression modulieren, und strukturelle rDE (s-rDE), die die dreidimensionale Chromatinstruktur mitdefinieren und dadurch die Genregulation durch t-rDE ermöglichen. Während funktionelle Hochdurchsatz-Screens erheblich dazu beigetragen haben, die Funktion von Genen zu verstehen, waren diese Ansätze rDE bisher nicht zugänglich. Spektakulärer Fortschritt in Technologien zur präzisen genetischen Modifikation des Genoms durch das CRISPR/Cas-System hat somit nicht nur das Spektrum an Methoden zur Untersuchung von Genen erheblich erweitert, sondern völlig neue Möglichkeiten geschaffen, rDE funktionell zu analysieren.Vor Kurzem hat die Gruppe von Reuven Agami eine CRISPR-basierte Methode entwickelt, gezielt t-rDE zu verändern, und gezeigt, dass diese Methode effizient im Hochdurchsatz angewandt werden kann, um Genom-weit t-rDE mit potentiell onkogener oder Tumor-supprimierender Funktion zu identifizieren.In dem beantragten Projekt werden wir diese Expertise nutzen, um s-rDE gezielt zu modifizieren, und funktionelle genetische Screens durchführen mit dem Ziel, s-rDE mit einer Schlüsselrolle für Proliferation und Überleben von Tumorzellen sowie für Tumorprogression und Therapieresistenz zu identifizieren. Zusätzlich sollen die zu Grunde liegenden molekularen Mechanismen untersucht werden. Dadurch soll ein funktionelles Verständnis der Rolle der s-rDE für die 3D Chromatin-Struktur in Tumorzellen und deren Bedeutung für Tumorprogression und Therapieresistenz ermöglicht werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Niederlande
• Gastgeber: Professor Dr. Reuven Agami