Die Wechselwirkung zwischen dem Hippo Co-Aktivator YAP und dem Myb-MuvB-Komplex in der Genregulation während des Zellzyklus

• Antragsteller: Professor Dr. Stefan Gaubatz
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie ; Biochemie
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 445069133

In unseren Arbeiten, die als Grundlage für das Projekt dienen, haben wir eine neue Verbindung zwischen YAP, dem Effektor des Hippo-Signalwegs, und dem MMB-Protein-Komplex identifiziert. MMB spielt eine zentrale Rolle in der transkriptionellen Regulation von Zellzyklusgenen. YAP aktiviert MMB-Zielgene, indem es an distale Enhancer bindet, die über Chromatinschleifen mit den Promotoren von MMB-regulierten Genen interagieren. Dabei bindet YAP direkt an die B-MYB-Untereinheit von MMB und erhöht die Chromatinassoziation von B-MYB, was letztlich zu einer gesteigerten Expression von mitotischen Genen führt. ATAC-seq, ChIP-seq und CRISPRi (CRISPR-Interferenz) Experimente haben gezeigt, dass die YAP-vermittelte Enhancer-Aktivierung die Phosphorylierung der RNA-Polymerase II an Serin 5 fördert und damit die frühen Schritte nach der Transkriptionsinitiation begünstigt, was frühere Studien erweitert, die besagten, dass YAP hauptsächlich die transkriptionelle Elongation stimuliert. Zusätzlich bewirkt YAP eine erhöhte Histone-Acetylierung an den Promotoren von MMB-Zielgenen, was darauf hindeutet, dass der MMB-Komplex Co-Aktivatoren an die TSSs von Zellzyklusgenen rekrutiert. In zwei komplementären Ansätzen – BioID-Proteomik und ein siRNA-screen- haben wir mehrere Chromatin-Faktoren als potenzielle Co-Regulatoren der MMB-abhängigen Transkription identifiziert. Dazu zählen beispielsweise Untereinheiten verschiedener Histonacetyltransferase-Komplexe wie die Adaptorproteine TRRAP und WDR5. Schließlich konnten wir mit Hilfe von MY-COMP, ein Fragment von B-MYB, das bei Überexpression die endogene YAP-B-MYB-Interaktion blockiert, die funktionale Bedeutung der YAP-B-MYB-Interaktion bei der Zellzyklusregulation und in der Tumorgenese belegen. Um die molekularen Mechanismen der Aktivierung von MMB-Zielgenen durch YAP besser zu verstehen, werden wir uns zunächst auf die neuen Co-Faktoren der MMB-abhängigen Transkription konzentrieren und untersuchen, wie sie die Transkription von Zellzyklusgenen modulieren. Dazu werden wir eine Kombination an biochemischen Assays, rescue assays und genomweite Studien durchführen. Zweitens werden wir die Beziehung zwischen der YAP-vermittelten Aktivierung von MMB-Zielgenen, der Promotoren-Acetylierung durch HAT-Komplexe und der Transkription durch RNA-Pol-II untersuchen. Dazu werden wir das naszierende Transkriptom mittels TTchem-seq bestimmen und die Daten mit parallel durchgeführten ChIP-seq-Experimenten für Histon-Modifikationen und RNA-Polymerase vergleichen. Schließlich werden wir die funktionale Bedeutung der Co-Faktor-Rekrutierung für die YAP-vermittelte Zellzyklusregulation und Transformation in zellulären Modellen sowie in einem YAP-abhängigen in vivo Lebertumormodell untersuchen. Ein besseres Verständnis der molekularen Mechanismen, die der Zellzyklusregulation durch YAP und B-MYB zugrunde liegen, kann in Zukunft sowohl für die Grundlagenforschung als auch für potenzielle klinische Anwendungen wichtige Bedeutung haben.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen