Regulation der Antigenvariation durch einen DOT1B/RNaseH2 Proteinkomplex in Trypanosoma brucei
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Antigenvariation ist eine der ausgeklügelten Strategien, die von Pathogenen (z.B. Trypanosoma, Borrelia oder Neisseria) genutzt wird, um dem Immunsystem ihrer Wirte zu entkommen. Trypanosomen verändern periodisch die Expression von schützenden variablen Oberflächenglykoproteinen, sogenannten variant surface glycoproteins (VSGs), um das Immunsystem ihrer Säugetierwirte zu umgehen. Ein Weg zur Änderung der VSG-Expression ist die transkriptionelle Aktivierung einer zuvor stillgelegten VSG-expression site (ES), einer subtelomerischen Region, in der die VSG-Gene lokalisiert sind. Eine weitere Möglichkeit ist der Austausch des aktiven Gens mit einem anderen VSG-Gen aus einem großen Reservoir durch homologe Rekombination. Die genauen molekularbiologischen Abläufe dieser Prozesse sind noch weitgehend unbekannt. Wir konnten zeigen, dass die konservierte Histonmethyltransferase DOT1B an der transkriptionellen Stilllegung aktiver ES beteiligt ist und die Kinetik des ES-Wechsels beeinflusst. Allerdings bleibt die molekulare Maschinerie, die DOT1B befähigt, diese regulatorischen Funktionen auszuführen, weitgehend unbekannt. Um die von DOT1B vermittelten Regulationsprozesse besser zu verstehen, haben wir DOT1B- assoziierte Proteine mithilfe komplementärer biochemischer Ansätze gereinigt. Dabei identifizierten wir mehrere neue DOT1B-Interaktionspartner. Einer davon war der Ribonuklease-H2-Komplex (RH2). Die bisher beschriebenen Funktionen des RH2-Komplexes beinhaltet die Auflösung von RNA-DNA-Hybriden (sogenannte R-loops), die Erhaltung der Genomintegrität und die Beteiligung an der Antigenvariation. Unsere Studie zeigte, dass die Depletion von DOT1B zu einem Anstieg von RNA-DNA-Hybriden, einer Akkumulation von DNA-Schäden und zu einer Zunahme rekombinationsbasierter ES- Wechsel führt. Überraschenderweise wurde ein ähnliches Muster der VSG-Deregulation in RH2- Mutanten beobachtet. Wir schlagen vor, dass beide Proteine gemeinsam an der Auflösung von R-Loops beteiligt sind, um die Genomintegrität zu gewährleisten und um zur fehlerfrei regulierten Antigenvariation beizutragen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Novel and conserved roles of the histone methyltransferase DOT1B in trypanosomatid parasites. Dissertation, University of Würzburg, Graduate School of Life Science
Eisenhuth N.
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A DOT1B/Ribonuclease H2 Protein Complex Is Involved in R-Loop Processing, Genomic Integrity, and Antigenic Variation in Trypanosoma brucei. mBio, 12(6).
Eisenhuth, Nicole; Vellmer, Tim; Rauh, Elisa T.; Butter, Falk & Janzen, Christian J.
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DOT1B is dispensable for stage differentiation in Leishmania mexicana but not for efficient infection of macrophages. VIII Kinetoplastid Molecular Cell Biology meeting, September 13-17, Woods Hole MA, USA
Rauh E.T., Eisenhuth N., Butter F., Debus A., Schleicher U. & Janzen C.J.
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The histone methyltransferase DOT1B is dispensable for stage differentiation and macrophage infection of Leishmania mexicana. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology, 14.
Eisenhuth, Nicole; Rauh, Elisa Theres; Mitnacht, Melina; Debus, Andrea; Schleicher, Ulrike; Butter, Falk; Pruzinova, Katerina; Volf, Petr & Janzen, Christian J.
