Identifizierung und Charakterisierung eines neuartigen Mechanismus, der zu Defekten in der DNA Mismatch Reparatur führt

• Antragsteller: Hans Hombauer, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung ; Humangenetik ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 279044692

Die DNA Mismatch Reparatur (MMR) ist ein evolutionär konservierter, post-replikativer Reparaturmechanismus, der die Genauigkeit der DNA Replikation erhöht, indem er Replikationsfehler korrigiert, die von den DNA Polymerasen verursacht wurden. Entsprechend führen Mutationen, die die Inaktivierung der wichtigsten menschlichen MMR Gene MSH2, MSH6, MLH1 und PMS2 zur Folge haben, zur häufigsten vererbten Krebsprädisposition, bekannt als Lynch Syndrom oder Hereditäres Nicht-Polypöses kolorektales Karzinom (HNPCC). Das Lynch Syndrom zeichnet sich durch eine generell erhöhte Anzahl von Mutationen im gesamten Genom aus, besonders in repetitiven DNA Sequenzen, sogenannten Mikrosatelliten. Die größere Häufung von Mutationen führt zur früheren Tumorerkrankung, da durch Mutationen Tumorsuppressorgene inaktiviert oder Protoonkogene aktiviert werden können.Interessanterweise weisen 5-10% der Patienten mit einem mikrosatelliten-instabilen kolorektalen Karzinom weder Mutationen in den bekannten MMR Genen, noch weisen sie eine verringerte MMR-Proteinexpression auf. Dies legt die Schlussfolgerung nahe, dass neben der Inaktivierung bekannter MMR Genen durch Mutationen oder epigenetisches "Silencing" ihres Promoters, zusätzliche, bis jetzt nicht identifizierte Mechanismen existieren, die den Verlust der MMR Funktion in diesen Patienten erklären.Vor kurzem haben wir in einem Pilot-Screening in S. cerevisiae neuartige Mechanismen identifiziert, die zu MMR-Defekten führen können. Das Ziel dieses Projektes ist es nun, die den beobachten MMR-Defekten zugrundeliegenden molekularen Mechanismen mit Hilfe von genetischen, zell- und molekularbiologischen, sowie biochemischen Methoden aufzuklären. Hierbei werden wir zudem untersuchen, inwiefern sich unsere Ergebnisse aus der Hefe auf andere Modelsysteme, wie menschliche Zellkultur und ein Mausmodel, übertragen lassen. Da die MMR Proteine von Hefen bis hin zum Menschen stark konserviert sind, erwarten wir, dass diese Experimente einen genetischen Erklärungsansatz für einige der Patienten mit mikrosatelliten-instabilen Tumoren, aber ohne klare genetische oder epigenetische Veränderung in den bekannten MMR Genen liefern können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen