Verständnis der funktionellen Rolle von ZNF512B in NuRD-abhängigen und -unabhängigen Chromatinprozessen

• Antragstellerin: Professorin Dr. Sandra Brigitte Hake
• Fachliche Zuordnung: Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 533588517

Die konservierte Histonvariante H2A.Z spielt eine entscheidende Rolle in verschiedenen DNA-basierten Prozessen, aber die zugrundeliegenden Mechanismen sind noch nicht vollständig verstanden. Vor Kurzem haben wir das Zinkfinger (ZNF) Protein ZNF512B als H2A.Z-assoziiertes Protein identifiziert. Hier berichten wir über ZNF512B als neuartiges Nukleosomenremodeling- und Deacetylase (NuRD) Komplexbindungsprotein. Wir haben eine konservierte Aminosäuresequenz in ZNF512B entdeckt, die einer NuRD-Interaktionsdomäne (NIM) ähnelt. Durch das Lösen der Kristallstruktur dieser an die NuRD-Komponente RBBP4 direkt gebundenen Domäne und weiteren biochemischen Analysen konnten wir zeigen, dass diese neuartige NIM Sequenz für die NuRD-Bindung sowohl notwendig als auch ausreichend ist. Transkriptom-Analysen und Reporter-Assays demonstrieren ZNF512B als Regulator (Repressor) der Genexpression, sowohl in einem NuRD-abhängigen als auch NuRD-unabhängigen Modus. Überraschenderweise führen hohe Expressionsniveaus von ZNF512B zu einer nukleären Proteinaggregation und überlappender DNA/Chromatin-Kompaktierung, die unabhängig von der Interaktion mit dem NuRD Komplex aber abhängig von ZNF512B’s Zinkfingern sind. Innerhalb dieses DFG Projektes planen wir zu untersuchen, ob ZNF512B’s vier typische C2H2 Zinkfinger an einer DNA-Bindung beteiligt sind und seine vier atypischen C2HC Zinkfinger eine Oligomerisierung vermitteln, welche letztendlich zu einer Protein- und DNA/Chromatin-Aggregation führen können. Darüber hinaus werden wir unter Verwendung von ZNF512B depletierten embryonalen Stammzellen der Maus sowohl ZNF512B’s DNA- und Chromatin-Bindungsspezifitäten als auch seine Funktion als Transkriptionsregulator während der neuronalen Differenzierung bestimmen. Unsere Studie wird nicht nur die biologische Rolle(n) von ZNF512B in der Chromatinkompaktierung und während Differenzierungsprozessen aufdecken, sondern auch zu neuen Erkenntnissen über die Auswirkungen von deregulierten ZNF512B Leveln in Krankheiten, wie z.B. Krebs und neurodegenerativen Erkrankungen, führen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen