Funktionelle und mechanistische Analyse des neuen H2A.Z-Bindeproteins MIER1

• Antragstellerin: Professorin Dr. Sandra Brigitte Hake
• Fachliche Zuordnung: Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 495223705

Histonvarianten ermöglichen die gezielte Änderung der Chromatinstruktur und sind somit an der Kontrolle von allen DNA-basierten Prozessen beteiligt. Die evolutionär hochkonservierte Histonvariante H2A.Z ist wichtig für die Regulation der Transkription, des Zellzyklus, der Chromosomenstabilität und der DNA Reparatur. In quantitativen massenspektrometrischen Screens haben wir MIER1 als neues H2A.Z-Interaktionsprotein identifiziert, das sowohl freie H2A.Z-H2B Dimere als auch H2A.Z-enthaltende Nukleosomen binden kann. MIER1 kommt in verschiedenen alternativen Spleißformen in Wirbeltieren vor und enthält eine Glutaminsäure (Glu)-angereicherte N-terminale Region, eine HDAC1-interagierende ELM2 und eine C-terminale SANT Domäne. Vorläufige, unveröffentlichte Daten unserer Arbeitsgruppe deuten darauf hin, dass MIER1 mittels der Glu-Region H2A.Z binden kann und eventuell Teil des H2A.Z-spezifischen Chaperonkomplexes SRCAP ist.Wir planen jetzt zu untersuchen, i) ob MIER1 direkt mit H2A.Z interagiert und welche H2A.Z Region für diese Bindung notwendig ist, ii) welche funktionelle Rolle MIER1 - eventuell zusammen mit SRCAP - im H2A.Z-Chromatineinbau spielt sowie iii) ob MIER1 an der Genregulation, Zellzykluskontrolle und/oder Differenzierung mittels H2A.Z-Bindung beteiligt ist. Hierfür werden wir quantitative in vitro Bindungsstudien mit rekombinanten Nukleosomen und MIER1 durchführen um herauszufinden wie und mit welchen H2A.Z-Regionen MIER1 interagiert. Zusätzlich werden wir verschiedene genom-weite in vivo Experimente, wie ChIP-seq und RNA-seq, anwenden um festzustellen welche Funktion(en) MIER1 im H2A.Z Chromatineinbau, der Genregulation und Zellzykluskontrolle sowie Zelldifferenzierung hat. Dafür werden wir mittels CRISPR-Cas9 Technologie MIER1 Knock-Out und/oder induzierbare Knock-Down Zellen herstellen, sowie endogenes MIER1 taggen.Zusammengefasst werden wir „state-of-the-art“ Techniken anwenden um die funktionelle Relevanz von MIER1 in molekularbiologischen H2A.Z-kontrollierten Prozessen, wie z.B. der Genregulation, zu verstehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen