Transkriptionskontrolle durch Protein Arginin Methyltransferasen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das abgeschlossene Forschungsprojekt konzentrierte sich auf drei Mitglieder der Enzymfamilie der Protein-Arginin-Methyltransferasen (PRMTs): PRMT1, PRMT4 und PRMT6. Unser Ziel war es, neue Interaktionspartner und Substrate der ausgewählten PRMT-Enzyme zu charakterisieren, um ihre individuelle zelluläre Rolle bei der Transkriptionsregulation sowie bei nicht-transkriptionellen Prozessen zu definieren. In der ersten/vorherigen Förderperiode hatten wir mehrere bisher unbekannte Interaktionspartner und Substrate der ausgewählten PRMTs mit Hilfe von verschiedenen Affinitätsreinigungsstrategien und Massenspektrometrie identifiziert. In der zweiten (inzwischen beendeten) Förderperiode untersuchten wir im Detail die zelluläre Bedeutung dieser neu entdeckten Protein-Protein-Interaktionen und Methylierungsereignisse. Im ersten Projektteil charakterisierten wir das Stress-Sensorprotein p14ARF als neuen Interaktionspartner und Substrat von PRMT1. Wir fanden heraus, dass PRMT1 in zellulären Stress-Situationen, z.B. in Gegenwart von genotoxischem Stress, als Tumorsuppressor fungiert und die p53-unabhängige Apoptose durch Arginin-Methylierung von p14 ARF fördert. Im zweiten Projektteil untersuchten wir die Relevanz der Arginin-Methylierung von c-Myb durch PRMT1 und PRMT4 und wie diese die genregulatorische Funktion von c-Myb in Zellen der akuten myeloischen Leukämie (AML) beeinflusst. Das dritte Projekt konzentrierte sich auf PRMT6. Mithilfe veröffentlichter Kristallstrukturen, Protein-Protein-Docking-Ansätzen und der Analyse von Methyltransferase-Motiven durch Massenspektrometrie (MT-MAMS) charakterisierten wir in Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe von Dr. Gene Hart-Smith (Macquarie University, Sydney) die Substratspezifität von PRMT6. In Übereinstimmung mit seiner Substratpräferenz fanden wir in weiterführenden Arbeiten heraus, dass PRMT6 mit zahlreichen RNA-bindenden Proteinen und Spleißfaktoren interagiert, wie z.B. mehreren HNRNP-Proteinen, NF45/ILF2 und NF90/ILF3. Wir untersuchten die Rolle von PRMT6 bei der mRNA-Prozessierung in pluripotenten und neuronal differenzierenden NT2/D1-Zellen und stellten fest, dass PRMT6 global das alternative Spleißen beeinflusst, vor allem von Kassetten-Exons und hauptsächlich auf eine Histon-Methylierungs-unabhängige Weise, und dadurch zur Pluripotenz und neuronalen Identität beiträgt. Insgesamt ermöglichte diese Forschungsförderung die Identifizierung neuer Interaktionspartner, Substrate und Funktionen der ausgewählten PRMT-Mitglieder und zeigte, dass PRMT1, PRMT4 bzw. PRMT6 an krebsrelevanten Signalprozessen beteiligt sind und die Genexpression sowohl auf transkriptioneller als auch auf posttranskriptioneller Ebene regulieren.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Assaying epigenome functions of PRMTs and their substrates. Methods, 175, 53-65.
Rakow, Sinja; Pullamsetti, Soni Savai; Bauer, Uta-Maria & Bouchard, Caroline
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PRMT1 promotes the tumor suppressor function of p14 ARF and is indicative for pancreatic cancer prognosis. The EMBO Journal, 40(13).
Repenning, Antje; Happel, Daniela; Bouchard, Caroline; Meixner, Marion; Verel‐Yilmaz, Yesim; Raifer, Hartmann; Holembowski, Lena; Krause, Eberhard; Kremmer, Elisabeth; Feederle, Regina; Keber, Corinna U.; Lohoff, Michael; Slater, Emily P.; Bartsch, Detlef K. & Bauer, Uta‐Maria
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Systematic investigation of PRMT6 substrate recognition reveals broad specificity with a preference for an RG motif or basic and bulky residues. The FEBS Journal, 288(19), 5668-5691.
Hamey, Joshua J.; Rakow, Sinja; Bouchard, Caroline; Senst, Johanna M.; Kolb, Peter; Bauer, Uta‐Maria; Wilkins, Marc R. & Hart‐Smith, Gene
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MeCP2 heterochromatin organization is modulated by arginine methylation and serine phosphorylation. Frontiers in Cell and Developmental Biology, 10.
Schmidt, Annika; Frei, Jana; Poetsch, Ansgar; Chittka, Alexandra; Zhang, Hui; Aßmann, Chris; Lehmkuhl, Anne; Bauer, Uta-Maria; Nuber, Ulrike A. & Cardoso, M. Cristina
