Funktionelle Rolle von DNA-Methylierung in humanen regulatorischen T-Zellen.

• Antragstellerin: Professorin Dr. Julia Polansky-Biskup
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie ; Immunologie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 388741410

Die Entstehung und Aufrechterhaltung von CD4+ regulatorischen T-Zellen (Treg) wird maßgeblich durch Treg-spezifische differenziell-methylierte Regionen (Treg-DMRs) gesteuert, die als epigenetische Regulationselemente das Transkriptionsprofil von Tregs stabilisieren. Dabei korreliert der demethylierte Zustand einer Treg-DMR in der Regel mit der Expression des assoziierten Gens. Der Beweis eines Kausalzusammenhangs zwischen (De-)Methylierung und Genexpressionskontrolle einer DMR im endogenen Chromatinkontext einer lebenden Zelle steht bisher jedoch aus, hauptsächlich auf Grund von fehlenden technischen Optionen. Dies trifft auch auf die Treg-DMR 'TSDR' zu, die den Treg-spezifischen Transkriptionsfaktor FOXP3 reguliert. In dem beantragten Projekt möchten wir mit unterschiedlichen CRISPR/Cas9-vermittelten 'epi-/genetic editing'-Methoden die Methylierung der TSDR in primären humanen T-Zellen modifizieren und die Auswirkungen auf die TSDR-Funktion sowie auf den Treg-Phänotyp analysieren. Damit soll geklärt werden, in wie weit die Methylierung kausal an der transkriptionellen Aktivität der TSDR beteiligt ist und ob dabei einzelnen Schlüssel-CpG-Motiven eine besondere Bedeutung zukommt. Zudem soll der Einfluss der endogenen Chromatinstruktur auf die Aufrechterhaltung des TSDR-Methylierungszustandes definiert werden. Durch die Analyse der methylierungsabhängigen Funktion weiterer Treg-DMRs soll untersucht werden, in wie weit Kausalität und Chromatineinfluss Locus-spezifisch oder von allgemeiner Gültigkeit sind. Wir erhoffen uns im Rahmen dieser Studie erstmalig einen Kausalitätszusammenhang zwischen Methylierungs-Zustand und Aktivität von Treg-DMRs und deren Auswirkung auf den Treg-Phänotyp zu zeigen. Dabei können zusätzlich Zelltyp-definierende DMRs oder Einzel-CpGs identifiziert werden, welchen in der Zukunft klinische Bedeutung zukommen könnte, vor allem in epigenetic editing Ansätzen zur Generierung von therapeutischen Treg-Populationen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen