Histone-Acetyltransferasen und Deacetylasen in Mauszellen

Die DNA eukaryontischer Zellen ist im Zellkern mit konservierten, basischen Proteinen assoziiert, den Histonen. Histone und DNA bilden das Nukleosom, die kleinste Einheit von Chromatin. Lange Zeit war man davon überzeugt, dass die Organisation der DNA in Form von Chromatin nur eine Notwendigkeit der Verpackung im Zellkern ist, die jedoch für Vorgänge an der DNA, wie Replikation und Transkription, hinderlich ist. In den letzten Jahren wurde klar, dass die Chromatinstruktur eine entscheidende regulatorische Funktion erfüllt, und an praktisch allen Prozessen, denen die DNA unterliegt, beteiligt ist. Die Core-Histone (H2A, H2B, H3, H4) werden im Bereich der besonders hoch konservierten N-terminalen Extensionen durch posttranslationale Acetylierung an Aminogruppen von bestimmten Lysin-Resten modifiziert. Diese reversible, multiple Modifikation wird durch Histon-Acetyltransferasen und Deacetylasen katalysiert. In den letzten drei Jahren ist es gelungen, durch Klonierung und Sequenzierung der kodierenden Gene diese Enzyme in Hefe, Pflanzen und Vertebraten als Transkriptionsregulatoren zu identifizieren. Unser Labor konnte in Pflanzen einen neuen, bislang unbekannten Typus von Histon-Deacetylasen identifizieren, eine Enzymform, die ein Phosphoprotein darstellt, das ausschliesslich im Nukleolus lokalisiert ist, Sequenzhomologie zu einer Reihe von nukleolären, regulatorischen Proteinen und einer bestimmten Klasse von Rotamasen aufweist, und aufgrund neuer Daten in Pflanzen in die Regulation der Transkription ribosomaler Gene involviert ist. Nach erfolgversprechenden Pilot-Experimenten wollen wir im Rahmen dieses Projektes ein Maus-Homolog der pflanzlichen, nukleolären Deacetylase identifizieren und charakterisieren und darüberhinaus sämtliche mit ribosomalen Genen assoziierte Enzyme der Histonacetylierung und deren mögliche Komplexpartner untersuchen. Ziel des vorliegenden Projektes ist es einen Einblick in die Funktion der Histonacetylierung bei der Replikation und Transkription ribosomaler Gene während des Zellzyklus und bei Differenzierungsvorgängen zu erlangen.