Die Bedeutung der Chaperone für die zelluläre und klinische Variabilität beim Nijmegen Breakage Syndrom

• Antragsteller: Professor Dr. Martin J. Digweed
• Fachliche Zuordnung: Humangenetik
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 251767130

Nijmegen Breakage Syndrom (NBS) ist eine seltene DNA-Reparaturdefizienz mit Immunodefizienz und Krebsprädisposition als lebensbedrohlichen Symptomen. Das der Krankheit zugrundeliegende Gen, NBN, ist an der Reparatur von DNA-Doppelstrangbrüchen beteiligt, die u.a. durch ionisierende Strahlung (IR) induziert werden können. Im hier beantragten Projekt planen wir die Analyse von Chaperonen im Kontext der NBS-Pathophysiologie. Die Chaperone haben eine essentielle Funktion bei der Stabilisierung von Proteinen unter Stressbedingungen und unsere Vorversuche legen nahe, dass Variationen in der Expression von Chaperonen, eine grundlegende Bedeutung für den Krankheitsverlauf des NBS zukommen könnten. In Nbn-nullmutanten Mäusen wurden in vivo mehrere Chaperone nach einer Bestrahlung vermehrt exprimiert, z. B. HSP60 und GRP58. Keines dieser Proteine war in den bestrahlten (IR) Kontroll-Mäusen gegenüber unbestrahlten Tieren auffällig. Ein weiteres Chaperon, ERp29, verhielt sich anders: Dieses Protein wurde ausschließlich in den Kontrolltieren nach der Bestrahlung vermehrt exprimiert In den Nbn-nullmutanten Mäusen war ERp29 nach einer Bestrahlung nicht hochreguliert. Dies spricht für eine Beteiligung von Nibrin, dem Nbn-Genprodukt, an dessen Hochregulation. Im hier vorgestellten Forschungsvorhaben soll erstens, die NBN-abhängige Induktion von ERp29 weiter untersucht und zweitens, die Rolle der Chaperone als modifizierende Faktoren im Krankheitsverlauf der Patienten analysiert werden. Nach Induktion von DNA-Schäden in Zellen einer größeren Anzahl von NBS-Zelllinien durch ionisierende Bestrahlung wird die Expression und Aktivität der Chaperone untersucht und mit den bekannten zellulären Eigenschaften der jeweiligen Zelllinien bzw. dem Krankheitsverlauf der entsprechenden Patienten korreliert. Parallel dazu werden in einer Sammlung von über hundert DNA-Proben von NBS-Patienten Polymorphismen in den Genen der Chaperone genotypisiert (DNA-Sequenzierung). Die Daten der genetischen Analyse werden dann ebenfalls mit dem Krankheitsverlauf der Patienten korreliert.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Professor Dr. Ilja Demuth