Funktion der p53-induzierten lncRNA LINC01021 in der Suppression des Kolorektalkarzinoms

• Antragsteller: Professor Dr. Heiko Hermeking
• Fachliche Zuordnung: Pathologie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 490846707

Veränderungen in Struktur bzw. Regulierung von lnc/langer nicht-kodierender RNA können zur Pathogenese von menschlichen Tumoren beitragen. LncRNAs haben eine Länge von mehr als 200 Nukleotiden und erfüllen verschiedene Funktionen, vor allem im Zellkern, wo sie an Chromatin-assoziierte Proteine binden, die Genexpression regulieren, aber auch mit anderen RNAs, beispielsweise miRNAs, und DNA interagieren. Für den p53 Transkriptionsfaktor, der durch das am häufigsten mutierte Tumorsuppressor-Gen kodiert wird, wurde vor kurzem gezeigt, dass er lncRNA Expression reguliert. Jedoch ist die Charakterisierung und Identifizierung von p53-regulierten lncRNAs bei weitem nicht vollständig. Darmkrebs (CRC) zeigt p53-Mutationen in ca. 60% aller Fälle. Um die Funktion von p53 beim CRC umfassend zu untersuchen, haben wir vor kurzem die differentielle Expression von RNA, microRNA und Proteinen nach der Aktivierung eines konditionalen p53-Allels in SW480 CRC-Zellen mittels RNA-Seq, miR-Seq und quantitativer Proteomik (pSILAC) charakterisiert. Zudem haben wir das globale DNA-Bindungsmuster von p53 mit ChIP-Seq untersucht. Durch die Kombination dieser Analysen konnten wir LINC01021 als p53-induzierte lincRNA identifizieren, die reproduzierbar eine dramatische Induktion durch p53 (> 600x) zeigte und nach ektopischer Expression Proliferation unterdrückte. Wir konnten zeigen, dass die Deletion von LINC01021 die Empfindlichkeit von CRC-Zelllinien gegenüber Chemotherapeutika erhöht. Darüber hinaus war in der CMS4-Untergruppe von CRC-Patienten eine geringe Expression von LINC01021 mit einem schlechten Überleben assoziiert. Obwohl LINC01021 Tumor-relevante Kapazitäten besitzt, sind die molekularen Mechanismen seiner Wirkung noch wenig bekannt. Unsere vorläufigen Ergebnisse zeigen, dass LINC01021 die Expression einer Untergruppe von p53-regulierten Genen moduliert. In diesem Vorhaben wollen wir Genom- und Proteom-weite Ansätze verwenden, um die molekularen Mechanismen aufzudecken, mit denen LINC01021 zu Regulationen innerhalb des p53-Netzwerks beiträgt. Protein-Interaktionspartner von LINC01021 sollen durch RNA-Pulldown und massenspektrometrische Analyse identifiziert werden, um die molekularen Mechanismen zu bestimmen, durch die LINC0121 die Genexpression beeinflusst. Die mit LINC01021 interagierenden Proteine und ihre funktionelle Rolle bei der LINC01021-vermittelten Genregulation sollen eingehend charakterisiert werden. Zudem sollen LINC01021-vermittelte Genregulationen durch ChIRP- (Chromatin-Isolierung durch RNA-Präzipitation) Sequenzierungs-Analysen identifiziert werden. Zudem beabsichtigen wir, die funktionelle Relevanz von LINC01021-regulierten Genen und ihre Wechselwirkungen mit Proteinen für die p53-vermittelte Tumorsuppression zu bestimmt. Insgesamt zielen diese Analysen darauf ab, die Mechanismen zu beleuchten, mit denen LINC01021 kritische Funktionen innerhalb des p53-Netzwerks ausführt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen