The Role of the niche in the regulation of the H3K27me2/3 epigenome

• Applicant: Professor Dr. Robert A.J. Oostendorp
• Subject Area: Hematology, Oncology
• Term: from 2012 to 2018
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 214654105

Der Erhalt von hämatopoetischen Stammzellen (HSZ) wird von der richtigen Regulation der epigenetischen Signatur bestimmt. In vivo, befinden die HSZ sich vor Allem in der Knochenmark- Mikroumgebung, die sogenannte Niche. Dies legt der Hypothese nahe, dass der epigenetische Signatur der HSZ von der Niche (mit)bestimmt wird. Literaturdaten zeigen, dass der repressiven Polycomb Komplex PRC2 eine wichtige Rolle bei dem Erhalt der HSZ spielt. PRC2 methyliert H3K27, der im trimethylierten (me3) Form vor Allem reprimierte Gensegmente bindet. Wir schlagen vor Veränderungen in der H3K27me3 Bindung in Abhängigkeit stromaler Nichezellen zu untersuchen. Zu diesem Zweck, werden wir H3K27me3-gebundene Gensegmente aus 32D Zellen, oder aber Lin- Sca1+ Kit+ (LSK) HSZ vor und nach Kontakt zu Stromazellen mittels ChIP-Seq analysieren. Die Sequenzen werden dann bioinformatisch analysiert, und die Niche-regulierter Gensegmente identifiziert. Diese Kandidatenregionen sollen auf molekularer und funktionaler Ebene weiter untersucht werden. Zusätzlich werden wir die H3K27me3 Demethylasen Kdm6 studieren durch stabile Überexpression oder Inhibition in 32D oder LSK Zellen. Die Funktion der transduzierten Zellen sollen in-Vitro und in in-Vivo Transplantationsversuchen studiert werden. Unsere Vorarbeiten belegen, dass Verlust von Sfrp1 in Stromazellen, zu einem Verlust der HSZ Selbsterneuerung führt, daher werden wir zudem in Kokulturen auf Sfrp1-Knockdown Stroma klären welche H3K27me2/3- regulierte Gene an der Selbsterneuerung beteiligt sind. Die vorgeschlagene Studie sollte die Rolle des H3K27me2/3 Epigenoms bei der Regulation der Niche-abhängige Veränderungen bei normaler und maligner Hämatopoese klären. Auch können die neue Erkenntnisse dazu beitragen, neue Zielstrukture zur Normalisierung der Niche-abhängigen epigenetischen Regulation wiederherzustellen.

• DFG Programme: Research Grants