Epigenetische Komplexbildung in Raum und Zeit (EpiCAST)

• Antragsteller: Professor Dr. Marc Timmers
• Fachliche Zuordnung: Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung ; Biochemie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 431324432

Die kooperative Aktivität verschiedener Transkriptionsregulatoren bestimmt die Transkription der RNA Polymerase II (Pol II), die der Identität und Funktion aller eukaryotischen Zellen unterliegt. Die regulierte Transkription hängt von chromatin– und transkriptionsregulierenden Komplexen ab, die von genspezifischen Transkriptionsfaktoren rekrutiert werden, um die Zusammenlagerung des Pol II Präinitiationskomplexes zu steuern. Interessanterweise bilden viele Chromatin- und Transkriptionskomplexe große Proteinzusammenlagerungen mit mehreren Untereinheiten, die sie oft miteinander gemeinsam haben. Daher muss ein Entscheidungsprozess existieren, welcher die Zusammensetzung dieser Komplexe regelt. Es ist jedoch sehr wenig über die zellulären Mechanismen bekannt, die die Biogenese dieser Komplexe steuern. Technologische Fortschritte haben ein weltweites Interesse an der regulierten Biogenese großer Proteinkomplexe ausgelöst und somit den Weg zu einem interessanten, neuen Forschungsgebiet geebnet.Um dieses grundsätzliche Problem der Biologie besser zu verstehen, werden die deutschen und französischen Partner ihre langjährige Kooperation ausweiten. Mit innovativen Technologien werden sie die Zusammensetzungswege der Multiproteinkomplexe in Raum und Zeit untersuchen. So werden die Intermediate, die Chaperone und die zytoplasmatische und nukleäre Dynamik der (Unter-)komplexe bestimmt. Die Partner werden sich auf den allgemeinen Transkriptionsfaktor TFIID und die histonmodifizierenden Komplexe (SAGA, ATAC, SET1/MLL), die alle mit Krankheiten verbunden wurden, konzentrieren.Die Ziele von EpiCAST sind:1. Die kotranslational gesteuerten Zusammenlagerungen der Komplexe und ihre Intermediate zu untersuchen.2. Die Chaperone, die für die Zusammenstellung der Transkriptions- und Chromatinkomplexe zuständig sind, zu bestimmen.3. Die Dynamik der Zusammenstellung von Transkriptionskomplexen in Lebendzellen zu verstehen.Die Biosynthese dieser Proteinkomplexe wird durch eine Kombination aus quantitativer Massenspektrometrie, RNA Immunopräzipitation, gentechnisch veränderter Zellen, single-molecule Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung, hochauflösender Lebendzellmikroskopie und synthetischer Genarrays genauer untersucht. Wir werden quantitative Daten erhalten, mit denen wir kinetische Modelle für die Zusammenstellung der Komplexe erstellen können. Wir werden diese Modelle mit Perturbationsexperimenten testen, indem wir TFIID Mutationen, die Verkürzungen der WD40-Domänenproteine und niedermolekulare Verbindungen, die WDR5-Proteine inhibieren, analysieren. Dieses Projekt wird die zellulären Gesetze aufdecken, die die Zusammenlagerung der transkriptions– und chromatinregulierenden Komplexe regeln. Dies wird auch auf andere Proteinkomplexe zutreffend sein. Wir sehen somit ab, dass EpiCAST einen großen Einfluss auf das Gebiet der Biomedizin haben und zu neuen Paradigmen in der Zellbiologie führen wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Kooperationspartner: Professor Dr. Laszlo Tora, Ph.D.