Transkriptionskontrolle des Nfatc1 Gens in vivo

• Antragsteller: Professor Dr. Edgar Serfling
• Fachliche Zuordnung: Immunologie ; Pathologie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 262975079

NFAT-Transkriptionsfaktoren stellen wichtige Ziel-Gene Calcium-regulierter Signalwege dar, deren Aktivität durch Immunrezeptor-Signale kontrolliert wird. In peripheren T- und B-Lymphozyten sind NFATc1 und NFATc2 die wichtigsten NFAT-Transkriptionsfaktoren. Im Gegensatz zu NFATc2, dessen Synthese konstitutiv verläuft, wird die von NFATc1 durch die Aktivierung von Immunrezeptoren deutlich verstärkt. Das betrifft im Wesentlichen die Synthese von NFATc1/alphaA, einer kurzen NFATc1-Isoform, der ein ca. 250 Aminosäuren messendes C-terminales Peptid fehlt. NFATc1/alphaA unterscheidet sich auffallend von (allen) anderen NFAT-Proteinen, die pro-apoptisch wirken, durch seine Überlebens-Funktion. Wir hatten früher gezeigt, dass die Aktivität des induzierbaren Nfatc1 P1 Promoters die Induktion von NFATc1/alphaA nur partiell widerspiegelt. Durch die Analyse von uns generierter transgener Nfatc1-Egfp BAC Mäuse konnten wir nun zeigen, dass alle Elemente für die optimale Induktion des Nfatc1-Gens in einem DNA-Segment von ca. 210 kB enthalten sind (Hock et al., 2013). Durch Testung DNase I-hypersensitiver Elemente aus dem Intron 10 des murinen Nfatc1-Gens in Reporter-Gen-Assays zeigten wir des weiteren, dass ein als E2 bezeichnetes DNA-Segment einen typischen transkriptionellen Enhancer für das Nfatc1-Gen darstellt. Diese in vitro-Daten sind durch die Etablierung und Testung Nfatc1-Egfp BAC-transgener Mäuse, denen das E2-Element deletiert wurde, bestätigt worden.In dem hier vorgeschlagenen Projekt wollen wir die NFATc1-Promoter- und E2-Enhancer-Regionen im Detail mittels ChIP (Chromatin-Immunpräzipitations) Assays hinsichtlich der Bindung von NFAT, NF-kB und weiterer Transkripionsfaktoren in vivo untersuchen. In ähnlicher Weise beabsichtigen wir, epigenetische Veränderungen der Nfatc1-Promoter- und Enhancer-Regionen, vor allem von Histon-Modifikationen, in unterschiedlichen Subsets von T- und B-Zellen zu charakterisieren. Ein weiteres Ziel unserer Analysen ist die Identifizierung zusätzlicher regulatorischer Elemente des Nfatc1-Gens, die wir u.a. mittels 3C (Chromosome Conformation Capture) Assays erreichen wollen.Ein weiteres Ziel unserer Arbeiten ist es, die funktionelle Bedeutung der E2 Enhancer-Aktivität in vivo zu bestimmen. Dazu sollen BAC transgene Mäuse generiert werden, die einen Nfatc1-Lokus besitzen, in dem der Enhancer deletiert wurde. Durch Kreuzung mit Nfatc1fl/fl cre-Mäusen, in denen das Nfatc1 Gen in T- bzw. B-Zellen inaktiviert werden kann, und nachfolgenden Analysen soll ermittelt werden, welchen Einfluss die Enhancer-Deletion auf die Differenzierung und Funktion von Lymphozyten hat.Zusammengenommen sollen unsere Untersuchungen einen umfassenden Einblick in die Regulation der NFATc1-Transkription verschaffen, die, so sind wir überzeugt, von eminent wichtiger Bedeutung für Immunreaktionen und die Entstehung von Autoimmunerkrankungen ist.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen