Spinning Disc Konfokales Mikroskop
Final Report Abstract
Unser Lehrstuhl untersucht nukleare Mechanismen die es dem Organismus erlaubt auf veränderte Umweltbedingungen zu reagieren und sich anzupassen. Unter anderem untersuchen wir die molekularen Mechanismen während der DNA-Reparatur. So gehen wir zum Beispiel im Detail der Fragestellung nach, wie die Aktivierung von PARP1 (polyADP-Ribosyltransferase1) erfolgt. PARP1 ist ein Stress-induziertes Enzym, das nach Induktion von DNA-Schäden an DNA-Doppelstrangbrüche bindet und Proteine kovalent mit poly-ADP-Ribose Gruppen modifiziert. Wir konnten in vivo und in vitro mehrere “Macrodomain-enthaltende” Proteine identifizieren, die an poly-ADP-Ribose binden und der Aktivierung des PARP1 Enzymes folgen. Diese poly-ADP-Ribosebindenden Proteine die wir identifizieren konnten, stellen hiermit die ersten Rezeptorproteine für diese höchst dynamische, post-translationale Modifizierung von Proteinen dar. Wir konnten in kultivierten Zelllinien zeigen, dass humanes MacroD2 direkt mit modifiziertem PARP1, so wie an gezielt gesetzten DNA-Schäden, interagiert. Auch konnten wir mit Hilfe des konfokalen Spinning Disc Mikroskops demonstrieren, dass der ATP- und poly(ADP-Ribose)-abhängige Nukleosomen-“Remodeller” Alc1/ Chd1L ebenfalls an poly-ADP-Ribose bindet. Im Zuge zweier kollaborativer Arbeiten konnten wir unter Verwendung des Spinning Disc Mikroskops weitere wichtige Einblicke über die Funktion nukleärer Proteine und deren Bindungspartner zeigen. In einer umfangreichen Studie über den zirkadianen Rhythmus (der inneren Uhr; „circadian clock“), die im renommierten Fachjournal Cell publiziert wurde, konnten wir mit Hilfe des so genannten „fluorescent two hybrid“ Ansatzes zeigen, dass die für diesen 24-Stunden Rhythmus verantwortlichen „clock Proteine“ mCRY, mPER2 und FBXL3 direkt miteinander interagieren können. In der zweiten Studie, die in Schizosaccharomyces pombe durchgeführt wurde, zeigten wir, dass das Kernmembranassoziierte Protein Lem2 mit Chromatin assoziiert ist und die Lokalisation von Centromere und Telomere regulieren kann. Zu guter Letzt führten wir in Saccharomyces cerevisiae Studien über das Histon-Chaperon NASP und dessen Interaktion mit Histonen durch. Histon-Chaperone sind Faktoren, die sowohl am Zusammenbau, als auch an der Demontage der Nukleosomen beteiligt sind. Wir konnten eine direkte Bindung von NASP an das Histon H3 zeigen, während die Histon H4 oder H2A nicht gebunden werden. Im Detail sind dazu die letzten 20 Aminosäuren von H3 für diese Interaktion notwendig.
Publications
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A family of macrodomain proteins reverses cellular mono-ADP-ribosylation. Nature Structural & Molecular Biology, 2013 20(4), 508-514
Jankevicius G, Hassler M, Golia B, Rybin V, Zacharias M, Timinszky G and Ladurner AG
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Deficiency of terminal ADP-ribose protein glycohydrolase TARG1/C6orf130 in neurodegenerative disease. The EMBO Journal, 2013 32(9), 1225-1237
Sharifi R, Morra R, Appel CD, Tallis M, Chioza B, Jankevicius G, Simpson MA, Matic I, Ozkan E, Golia B, Schellenberg MJ, Weston R, Williams JG, Rossi MN, Galehdari H, Krahn J, Wan A, Trembath RC, Crosby AH, Ahel D, Hay R, Ladurner AG, Timinszky G, Williams RS and Ahel I
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Structures of Drosophila Cryptochrome and Mouse Cryptochrome1 provide insights into circadian function. Cell, 2013 153(6), 1394–1405
Czarna A, Berndt A, Singh HR, Grudziecki A, Ladurner AG, Timinszky G, Kramer A and Wolf E
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The histone chaperone sNASP binds a conserved peptide motif within the globular core of histone H3 through its TPR repeats. Nucleic Acids Res., 2015 44(7), 3105-3117
Bowman A, Lercher L, Singh HR, Zinne D, Timinszky G, Carlomagno T, and Ladurner AG
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Control of heterochromatin localization and silencing by the nuclear membrane protein Lem2. Genes Dev., 2016 30(2), 133-148
Barrales RR, Forn M, Georgescu PR, Sarkadi Z, and Braun S
