Molekulare Mechanismen und (patho)physiologische Konsequenzen der PRC2.1-vermittelten Genregulation

• Antragsteller: Dr. Robert Liefke
• Fachliche Zuordnung: Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung ; Biochemie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 384027541

PRC2 (Polycomb Repressive Complex 2) spielt eine wesentliche Rolle in der Embryogenese und Zell-Differenzierung. Die Hauptfunktion von PRC2 ist die Erzeugung der repressiven Histon-Modifikation H3K27me3, welche die Chromatin-Struktur beeinflusst. PRC2 kann unterschiedliche Zusammensetzungen aufweisen, je nachdem mit welchen Proteinen es assoziiert ist. Der PRC2.1 Unterkomplex ist gekennzeichnet durch das Vorhandensein der Polycomb-like (Pcl) Proteine, EPOP (auch bekannt als C17orf96), sowie durch die Abwesenheit der JARID2 Untereinheit. Die Pcl Proteine (PHF1, MTF2, PHF19) interagieren mit der aktiven Histon-Modifikation H3K36me3 und mit unmethylierten CpG Inseln. EPOP hingegen assoziiert mit dem Transkriptions-Elongations-Faktor Elongin BC und der Deubiquitinase USP7. Diese Interaktionen deuten auf eine Verknüpfung des PRC2.1 mit aktiver Genregulation hin. Dieser Aspekt von Polycomb ist jedoch bisher noch wenig untersucht worden.Im Rahmen dieses Antrags schlage ich ein zweiteiliges Arbeitsprogramme vor. Zuerst will ich die molekularen Mechanismen des EPOP Proteins entschlüsseln, welches ich während meines Postdocs charakterisiert habe (Liefke et al., 2016; Liefke et al., 2015). Ich werde den Beitrag von EPOP auf die PRC2.1 Funktion, die Bedeutung der EPOP Interaktion mit Elongin BC und USP7, sowie die Rolle von posttranslationalen Modifikationen untersuchen. Im zweiten Teil will ich die (patho)physiologische Rolle von PRC2.1 Komponenten während der frühen Embryogenese, während der somatischen Umprogrammierung sowie in Lungenkrebs näher erforschen. Die physiologische Funktion von EPOP wird während der frühen Mausentwicklung mittels gain- and loss-of-function Experimenten erarbeitet. Die Rolle von EPOP und seiner Untereinheiten wird außerdem während der somatischen Umprogrammierung von mouse embryonic fibroblasts (MEFs) untersucht. Da Vorstudien eine mögliche Rolle der PRC2.1 Komponenten EPOP und PHF19 bei der Onkogenese zeigten, wird deren Rolle bei der Umstellung von Signalwegen und des Transkriptionsnetzwerks an Lungkrebszellen als Modell untersucht.Die erfolgreiche Ausführung dieses Projektes würde das Verständnis über die PRC2.1 Funktion deutlich erweitern und könnte neue Ansatzpunkte für die therapeutische Beeinflussung seiner Aktivität aufzeigen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen