Wie beeinflusst die Chromatinstruktur die Lokalisation von Chromosomen im Nukleus und die Stabilität des Genoms?

• Antragstellerin: Dr. Mareike Möller
• Fachliche Zuordnung: Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 426366823

Die Genomstabilität ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der zellulären Lebensfähigkeit und Funktion. Ein hohes Maß an Genomvariation und Instabilität findet sich jedoch oft in krankheitsassoziierten Zellen (z.B. Krebszellen) oder Organismen, die sich als Reaktion auf verändernde Umweltbedingungen schnell anpassen. Basierend auf Studien zur Genomdiversität und dem Vorhandensein bestimmter Histonmodifikationen in stark divergierenden Regionen stelle ich die Hypothese auf, dass Histonmodifikationen, insbesondere H3K27me3, zur beobachteten Variabilität beitragen, indem sie die Instabilität des Genoms fördern. Mit diesem Projekt möchte ich in einer vergleichenden Studie der filamentösen Pilzmodellorganismen Zymoseptoria tritici, Fusarium graminearum und Neurospora crassa untersuchen, wie die Verteilung des Heterochromatins zur Genominstabilität beiträgt, indem sie die nukleare Interaktion von Chromatin und das Auftreten von Schäden an der DNA beeinflusst. Ich werde die Verteilung der Heterochromatin-Histonmethylierung H3K9me3, H3K27me3, H3K36me3 und H4K20me3 in Wildtyp- und Deletionsmutanten der jeweiligen Histon-Methyltransferasen in den drei Arten analysieren. Mit Hilfe von ChIP-Sequenzierung, Detektion von Doppelstrangbrüchen und Analyse der Chromosomenkonformität werde ich in der Lage sein, die Heterochromatindynamik und ihren Einfluss auf die Genomstabilität und nukleare Chromatininteraktionen zu bestimmen. Dieses Projekt wird wichtige neue Erkenntnisse über die Rolle der Chromatinorganisation und -dynamik für die Genomstabilität und Genomevolution verschiedener Arten gewinnen. Diese Ergebnisse sind besonders relevant, um Mechanismen der DNA Instabilität in Organismen oder Zellen zu verstehen, die ein hohes Maß an Genominstabilität und -variabilität aufweisen, wie beispielsweise pflanzliche, tierische oder menschliche Krankheitserreger sowie Krebszellen.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Dr. Michael Freitag