Neuartige molekulare Mechanismen verbinden das konservierte Histon-Chaperon FACT mit der Chromosomensegregation und -kondensation in Hefe und Mensch.

• Antragstellerin: Magdalena Murawska, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 553260496

Histon-Chaperone sind eine Gruppe von Proteinen, die Histone binden und den Auf- und Abbau von Nukleosomen steuern, was für die Aufrechterhaltung der Zugänglichkeit und Stabilität des Genoms von entscheidender Bedeutung ist. Das konservierte Histon-Chaperon FACT ist an der Chromatin-Aufrechterhaltung während der Transkription und der stillen Heterochromatin-Ausbreitung in Spalthefe, S. pombe, beteiligt. Unsere neuen unveröffentlichten Daten zeigen, dass FACT auch an der Mitose bei S. pombe beteiligt ist. Wir haben eine FACT-Mutante erhalten, die mitotische Defekte, unabhängig von ihren Funktionen im Heterochromatin, aufweist. Unter anderem weist die FACT-Mutante Folgendes auf: Minichromosomenverlust-Phänotyp, verlängerte Anaphase, vermehrtes Auftreten von nacheilenden Chromosomen und Kondensationsdefekten. Das AlphaFold-Kandidatenscreening ergab mutmaßliche neue Interaktionspartner von FACT, die an der Chromosomensegregation beteiligt sind. In diesem Forschungsvorschlag werden wir die molekularen Grundlagen von FACT untersuchen, die die Chromosomensegregation in S. pombe und menschlichen Zellen regulieren. Wir werden die Hypothese testen, ob FACT die Chromosomensegregation über seine neuartigen Interaktionen reguliert. Wir werden Lebenszellbildgebung, Zellzyklus-ChIPs und modernste biochemische Ansätze verwenden, um die räumlich-zeitliche Kinetochor-Assemblierung im Wildtyp und den FACT-Mutantenstämmen aufzudecken. Als parallele Hypothese werden wir die Rolle von FACT bei der Chromosomenkondensation in S. pombe testen. Zu diesem Zweck werden wir quantitative Chromosomenkondensationstests und genomische Ansätze anwenden, welche die Chromosomenfaltung bei nukleosomaler Auflösung präzise messen können. Darüber hinaus werden wir die Erhaltung der mitotischen FACT-Funktionen in menschlichen Zellen durch Knockdowns und pharmakologische Hemmung von FACT, in Kombination mit Immunfluoreszenz und Bildgebung lebender Zellen, untersuchen. Abschließend werden wir die molekularen Grundlagen der räumlich-zeitlichen FACT-Dynamik während der Mitose von Hefen und Menschen, mithilfe von ChIP-seq in synchronisierten Zellen und der Bildgebung lebender Zellen, untersuchen. Zusammengenommen werden die Ergebnisse dieses Projekts wichtige neue Einblicke in die molekularen Funktionen von FACT bei der Mitose und deren evolutionäre Erhaltung liefern, die bisher wenig untersucht wurden. Da die Fehlregulation des Zellzyklus eines der Kennzeichen von Krebs ist und kürzlich gezeigt wurde, dass die FACT-Inaktivierung positive Auswirkungen auf mehrere Krebsarten hat, gehen wir davon aus, dass die Ergebnisse dieses Projekts dazu beitragen werden, zu verstehen, warum Krebszellen FACT zum Überleben benötigen. Möglicherweise wird sich somit ein Weg für die Entwicklung neuer, auf Chaperone ausgerichteter Therapien, öffnen und ebnen lassen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen