Einfluß epigenetischer Mechanismen auf ein krebsassoziiertes Spleißmuster

• Antragstellerin: Professorin Dr. Margarete Odenthal
• Fachliche Zuordnung: Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung ; Pathologie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 433117128

Veränderungen in der Chromatinstruktur aufgrund von Histonmodifikationen sind wesentlich in der Tumorentwicklung. LSD1, eine lysinspezifische Demethylase, demethyliert die Lysine des Histon 3, nämlich Lysin 4 und Lysin 9 (H3K4, H3K9). LSD1 ist in den meisten Krebsarten, so auch in nicht-kleinzelligen Lungenkarzinomen (NSCLC) stark überexprimiert. Unsere Vordaten zeigen, dass LSD1 nicht nur mit epigenetischen Faktoren interagiert, sondern auch mit Mediatoren des Spleißing-Prozesses. Zudem konnten wir zeigen, dass durch LSD1-Inhibierung sich das Spleißing-Muster stark verändert. Diese Daten zeigen, dass LSD1 eine wesentliche Funktion in der Veränderung des Spleiße-Musters bei onkogenen Prozessen hat. In dem vorliegenden Projekt soll die Funktion von LSD1, nicht nur die Transkription, sondern den Spleißing-Prozess zu beeinflussen untersucht werden. Hierzu werden NSCLC-Zellen (PC9 und A549), die die NSCLC relevanten KRAS- und EGFR-Mutationen zeigen, herangezogen. In diesen Zelllinien wird LSD1 durch den LSD1-Inhibitor HCI-2509 gehemmt. Zudem haben wir LSD1-Mutanten, die entweder die katalytische Domäne oder die Protein-Interaktion Domäne beeinflussen, durch die CRISPR/Cas-Technologie generiert. In diesen Zelltypen werden nach Hemmstoff- oder Mutations-mediierter LSD1-Hemmung durch die Single Molecule Real Time (SMRT) Sequenzierung, die von langen Leseweiten profitiert, die Spleiß-Isoformen untersucht. Da das Spleißen von der Transkriptionsrate abhängt, die wiederum von der Histonmodifikation beeinflusst wird, wird auch durch die LSD1-Histondemethylierung von Exon-Intron-Übergängen das Spleißen beeinflußt. Zusätzlich könnte die methylierte Histonstruktur als Bindemöglicheit für die Spleißfaktoren dienen. Diese Möglichkeiten der LSD1 Funktion wird durch Chromatin-Immunpräzipitation mit anschließender Gesamt-Genomanalyse (ChIP-Seq) untersucht. Das genomweite Histon-Methylierungsmuster von H3K4 und H3K9 wird anschließend mit dem Spleißing-Profil verglichen. Um die Mechanismen der LSD1-Interaktion mit dem Spleißing-Apparat vertiefend zu untersuchen, wird die RNA-LSD1-Bindung mit Hilfe von RNA Pull Down Experimenten verfolgt.Zusammenfassend wird das Projekt neue Hinweise zu den Mechanismen des epigenetischen Einflusses von LSD1 auf die Spleißing-Prozesse in der Karzinogenese eröffnen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich(e): Dr. Maria Anokhina, Ph.D.