Wie wirken sich Veränderungen der räumlichen Chromatinorganisation auf die Genexpression in akuter myeloischer Leukämie mit Cohesinmutationen aus?

• Antragstellerin: Dr. Claudia Gebhard, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung ; Hämatologie, Onkologie
• Förderung: Förderung seit 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 422856560

Der Cohesinkomplex ist bei Patienten mit akuter myeloischer Leukämie (AML) häufig von Mutationen betroffen. Die exakten Mechanismen, die ihre Bedeutung für die Biologie hämatopoietischer Stammzellen erklären, sind aber noch unbekannt. Das am häufigsten mutierte Gen im Cohesinkomplex ist STAG2, welches meist mit spezifischen Co-Mutationen assoziiert ist. Im Gegensatz dazu ist das paraloge STAG1 Gen zwar in Brust- und Blasenkrebs aber fast nie in malignen myeloischen Syndromen mutiert. In diesem Folgeantrag wollen wir weiter die Relevanz der STAG2 Mutationen für die räumliche Chromatinstruktur und die Genregulation in AML erforschen. Unsere bisherigen Ergebnisse weisen darauf hin, dass STAG2 Mutationen vor allem regulatorische Interaktionen zwischen Enhancer- und Promotorelementen beeinträchtigen könnten. Daher wollen wir nun den Einfluss dieser Mutationen auf genau jene Interaktionen in Patientenproben mittels Hi-C (bereites generiert, siehe vorläufige Daten) sowie hochauflösender Micro-C-Enhancer-Promotor-Capture Technologie untersuchen. Außerdem wollen wir potentielle Synergismen mit Co-Mutationen, insbesondere mit den signifikant gehäuften SRSF2 und ASXL1 Mutationen, aufklären.Ein weiteres Ziel dieses Antrages ist, die Mechanismen, welche Unterschiede zwischen STAG1 und STAG2 in humanen myeloischen Progenitorzellen erklären, zu analysieren, indem wir ihre direkt beeinflussten Zielgene ermitteln. Hierzu werden wir von einem Degron-basierten humanen hämatopoietischen Zellmodell Gebrauch machen, um Effekte einer schnellen und akuten Degradation der STAG-Proteinen auf neu entstehende Transkripte und deren epigenetischer Umgebung im Vorläuferstadium sowie während der myeloischen Differenzierung zu erkennen. Die Ergebnisse dieses Projektes werden fundamentale Erkenntnisse bezüglich überlappender und spezifischer Rollen von STAG1 und STAG2 für die dreidimensionale Chromatinorganisation sowie die Genregulation in AML ermöglichen.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2202: 3-D-Genomarchitektur in Entwicklung und Krankheit