Die Rolle von Bromodomänenproteinen bei der Transkription von translational reprimierten mRNAs mit Bedeutung für die Spermienreifung sowie die Identifizierung von direkten und indirekten Zielgenen dieser Bromodomänenproteine.

• Antragstellerin: Professorin Dr. Renate Renkawitz-Pohl, seit 9/2016
• Fachliche Zuordnung: Reproduktionsmedizin, Urologie ; Entwicklungsbiologie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 231955137

Die zelltypspezifische Transkription ist ein essentielles Merkmal vielzelliger Tiere bei der Spezialisierung verschiedener Zelltypen während der Entwicklung und bei der Aufrechterhaltung von Geweben. Konservierte Zelldifferenzierungsprozesse während der Spermatogenese führen zur Bildung reproduktionsfähiger, haploider Spermien. Die post-meiotische Spermatiden¬differenzierung von Drosophila und von Säugetieren wird von translational reprimierten und gespeicherten mRNAs gesteuert. Diese werden häufig durch zelltypspezifische Transkripton testis-spezifisch exprimiert. In der Drosophila-Spermatogenese ist die Transkription translational reprimierter und gespeicherter mRNAs von testis-spezifischen, TATA-box Bindeprotein-assoziierten Faktoren (tTAFs) abhängig. Es wird die postuliert, dass ein testis-spezifischer TFIID-Komplex, bestehend aus tTAFs und einer im Testis angereicherten Isoform von TAF1 (TAF1-2), existiert, der die Transkription Spermiogenese-relevanter Gene steuert. Kürzlich haben wir postuliert, dass das testis-spezifisch exprimierte Bromodomänenprotein tBRD-1 als Kofaktor und/oder Effektor der tTAFs wirkt und so die Transkription eines Subsets an tTAF-Zielgenen aktiviert. Von uns durchgeführte Microarray-Analysen (Wildtyp versus tbrd-1 Mutante) zeigten, dass tBRD-1 sowohl Gen-aktivierend als auch -reprimierend wirken kann.Das Projekt dieses Antrags zielt auf die Gen-aktivierende Funktion von tBRD-1 ab. Zunächst werden wir die tBRD-1 Zielgene (durch Microarray-Analysen identifiziert) validieren (durch quantitative real-time RT-PCR und histologische Methoden) und bioinformatisch auswerten. Unser Ziel ist es, zwischen direkten und indirekten Zielgenen von tBRD-1 unterscheiden zu können. Dafür werden wir Chromatinimmunoprezipitationen (ChIP) mit anschließender Sequenzierung (ChIP-Seq) durchführen. Diese Daten werden wir mit unseren Microarray-Daten vergleichen. Mit tBRD-2 und tBRD-3 konnten wir zwei weitere, testis-spezifisch exprimierte Bromodomänenproteine charakterisieren, die mit tBRD-1 und tTAFs kolokalisieren. Hefe-Zwei-Hybrid-Experimente geben Hinweise darauf, dass tBRD-1 in der Lage ist mit dem tTAF Sa, tBRD-2 und tBRD-3 zu interagieren. Unsere Hypothese ist, dass tBRDs möglicherweise in einem Komplex zusammen und/oder individuell in verschiedenen Komplexen agieren um die Transkription eines und/oder mehrerer Subsets von translational reprimierten, Spermiogenese-relevanten, mRNAs zu vermitteln. Ein weiteres Ziel ist die Erzeugung und Analyse von tbrd-2- und tbrd-3-Mutanten um deren Phänotypen mit dem von tbrd-1-Mutanten zu vergleichen. Außerdem werden wir ChIP-Seq Experimente für tBRD-2 und tBRD-3 durchführen um die gemeinsamen und/oder unterschiedlichen Zielgene aller drei Bromodomänenproteine zu identifizieren.Schließlich ist es unser Ziel die in Hefe-Zwei-Hybrid-Experimenten gewonnenen Daten mittels Coimmunoprezipitationen (CoIPs) in vivo zu validieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Institution: Justus-Liebig-Universität Gießen; Fachbereich Biologie und Chemie; Institut für Genetik
• Ehemalige Antragstellerin: Dr. Christina Pütz-Rathke, bis 8/2016