Untersuchungen zur Vererbung von DNA Methylierung: die Rolle des Chromatin Remodelers SMARCAD1

• Antragstellerin: Dr. Jacqueline Mermoud, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 464516164

Das eukaryotische Genom ist aus funktionellen Chromatindomänen aufgebaut, deren Aufrechterhaltung für die Stabilität der Chromosomen und für die Funktion und Lebensfähigkeit der Zelle essentiell ist. Histonmodifikationen und DNA Methylierungsmuster haben eine besondere Bedeutung bei der Definition von Heterochromatin und verhindern unter anderem die unkontrollierte Expression von Genen und Transposons. Es stellt sich die Frage, wie Modifikationen der DNA und der Histone bei der Genomverdoppelung während der Replikation vererbt werden. Unser Hauptziel ist ein besseres Verständnis der Enzyme, der kooperierenden Faktoren und der regulatorischen Mechanismen die an diesem wichtigen Prozess beteiligt sind. Unsere Vorarbeiten lassen vermuten, dass ein ATP abhängiger Chromatin Remodeler namens SMARCAD1 eine wichtige Rolle bei der Vererbung von Heterochromatin spielt. Wir haben Faktoren, wie NP95, welche die Vererbung der DNA Methylierung steuern, als neue SMARCAD1 Interaktionspartner identifiziert. Weiters sehen wir bei Fehlen des SMARCAD1 Proteins einen Verlust der DNA Methylierung. Wir planen nun zu untersuchen, welche funktionelle Rolle SMARCAD1 in der Aufrechterhaltung definierter DNA Methylierungsmuster spielt. Insbesondere werden wir die Frage klären, an welchen Stellen im Genom von embryonalen Stammzellen SMARCAD1 die Erhaltung der DNA Methylierung vermittelt und ob Transposons auch davon betroffen sind. Zusätzlich werden wir das Zusammenspiel von SMARCAD1 mit NP95 in vitro und in vivo, vor allem an der Replikationsgabel, untersuchen. Mit Hilfe von SMARCAD1 Mutanten werden wir die Abhängigkeit der DNA Methylierung von der katalytischen Aktivität SMARCAD1s und von Interaktionen mit anderen Proteinen bestimmen. Unsere Studien werden zu neuen Erkenntnissen über die Mechanismen der Erhaltung der epigenetischen Stabilität führen. Dies wird einen wichtigen Beitrag zum besseren Verständnis der Vererbung epigenetischen Information während normaler und veränderter Zelldifferenzierung und Embryonalentwicklung leisten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen