Antigenic variation in Plasmodium falciparum malaria: The role of the intron promoter in var gene silencing

• Applicant: Dr. Christian Epp
• Subject Area: Parasitology and Biology of Tropical Infectious Disease Pathogens
• Term: from 2004 to 2009
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5436713

Die Zytoadhärenz von infizierten roten Blutkörperchen ist ein Hauptgrund für das besonders schwere Krankheitsbild einer Malariaerkrankung mit Plasmodium falciparum. Das primäre Adhäsionsmolekül und zugleich das Hauptantigen infizierter Blutzellen ist das Produkt der var-Gene, einer Gen-Familie mit insgesamt ca. 60 var-Gen-Kopien. Nur ein var-Gen wird jeweils exprimiert, während die restlichen Kopien durch sogenanntes "Silencing" in einem nicht-aktiven Zustand vorliegen. Die Antigenvariation, die es dem Erreger ermöglicht, der Immunantwort des Wirts zu entgehen ist auf ein Wechsel in der Expression zwischen verschiedenen Var-Gen-Kopien zurückzuführen. Die Expression jedes einzelnen var-Gens wird durch zwei getrennte Promotoren reguliert. Ein Promoter liegt stromaufwärts der kodierenden Region, der zweite innerhalb des Introns. Die beiden Promotoren sind koreguliert: Der stromaufwärts gelegene Promotor ist aktiv, wenn das entsprechende var-Gen exprimiert wird, während der Intronpromotor in "stillen" Genen die Synthese eines nicht-kodierenden RNA-Transkripts hervorruft. "Silencing" von var-Genen erfolgt in der S-Phase, was darauf hindeutet, dass Veränderungen der Chromatinstruktur beteiligt sind. Der genaue Mechanismus ist jedoch unbekannt. Ziel des Forschungsprojekts ist es, die Rolle des Introns beim "Silencing" von var-Genen zu untersuchen. Durch transiente Transfektion von Malariaerregern mit geeigneten Reporterkonstrukten soll der Einfluss der stromaufwärts gelegenen Region auf die Transkriptionsaktivität des Intronpromotors analysiert, sowie regulatorisch wichtige Elemente idendifiziert werden. In einem zweiten Ansatz wird versucht, den Intronpromotor mit Hilfe eines induzierbaren Systems auf Basis des Tet-Repressors zu regulieren. Eine solches System würde es ermöglichen, den Effekt von Veränderungen der transkriptionellen Aktivität des Introns auf die Expression der var-Gene zu untersuchen.

• DFG Programme: Research Fellowships
• International Connection: USA