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Projekt
Koordinierung von DNA-Schadens Reparatur und Alterung durch Ubiquitin-Signalwege
Antragsteller
Professor Dr. Thorsten Hoppe
Fachliche Zuordnung
Zellbiologie
Toxikologie, Laboratoriumsmedizin
Toxikologie, Laboratoriumsmedizin
Förderung
Förderung seit 2023
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 496650118
Die Reparatur von DNA-Doppelstrangbrüchen (DSBs) wird durch Ubiquitin-Modifikation streng reguliert. Es ist bekannt, dass die Ubiquitin-abhängige Proteolyse mit dem Alter abnimmt, was mit einer verstärkten Aggregation geschädigter Proteine korreliert. Im Gegensatz dazu ist die physiologische Rolle des Ubiquitin/Proteasom-Systems (UPS) bei der altersbedingten Akkumulation von DNA-Schäden und der Instabilität des Genoms noch weitgehend unklar. Unsere jüngsten Arbeiten haben eine zentrale Rolle der konservierten Ubiquitin-Ligase UFD-2 bei der DSB-Reparatur aufgedeckt, die für die Keimbahnfunktion, die Fruchtbarkeit und die Lebensspanne von C. elegans wichtig ist. UFD-2 ist ein spezialisiertes Enzym, das die Proteolyse auslöst, indem es ein nicht abbaubares Ubiquitinsignal in ein Signal umwandelt, das für den Substratumsatz durch das 26S-Proteasom bestimmt ist. Nach DNA-Schädigung bildet UFD-2 fokale Anhäufungen in der Keimbahn, die so lange bestehen bleiben, bis die homologe Rekombination abgeschlossen ist, was die komplizierte Koordination zwischen Ubiquitin-abhängiger Regulation und DSB-Reparatur widerspiegelt. Die UFD-2-Foci enthalten auch die Ubiquitin-selektive Segregase CDC-48/p97 und das Deubiquitinierungsenzym ATX-3/Ataxin-3, die beide konservierte Funktionen beim Chromatin-assoziierten Proteinabbau, der DSB-Reparatur und der Langlebigkeit haben. Das Hauptziel des vorgeschlagenen Forschungsvorhabens ist es, die physiologische Rolle der Ubiquitin-Signalübertragung für die Genomstabilität während der Entwicklung und des Alterns zu verstehen. Das Projekt wird sich mit der räumlich-zeitlichen Koordination der Ubiquitin-abhängigen DSB-Reparatur befassen und diese systematisch analysieren: die gewebespezifische Regulierung der UFD-2-Funktion und die physiologische Rolle der Ubiquitin-Signalübertragung und der DNA-Schadensreaktion (DDR) im Alterungsprozess. Zu diesem Zweck werden in vitro und in vivo Ubiquitin-Assays, Biotinylierungs-basiertes Protein-Protein-Interaktions-Mapping in Kombination mit groß angelegter Proteomik, CRISPR/Cas9-Gen-Editierung, zeitlich auflösender Mikroskopie und Lebensdauermessungen durchgeführt werden.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
