Regulation des Transkriptionsfaktoprs Sp1

Die Expression eines Gens wird im allgemeinen durch einen sogenannten Promotor, das ist eine DNA-Sequenz die am 5`-Ende eines Gens liegt, reguliert. Ein Promotor enthält Bindungsstellen für Transkriptionsfaktoren, das sind Proteine die sequenzspezifisch DNA binden und durch Interaktion mit dem basalen Transkriptionsapparat die Promotoraktivität steuern. Sp1 ist Mitglied einer Familie nahe verwandter Transkriptionsfaktoren welche an Promotoren die eine GC-box enthalten, binden. Ursprünglich galt Sp1 als einfacher aktivierender Faktor dessen Bindungsstellen für die Aktivität vieler Promotoren essentiell sind. Sp1 (und andere Faktoren der Familie) dürfte jedoch eine wesentlich differenziertere Rolle bei der Transkriptionskontrolle vieler Gene spielen. Die Aktivität von Sp1 wird durch eine Vielzahl von Interaktionen mit zellulären und auch viralen Proteinen sowie durch posttranslationelle Modifikationen beeinflußt. Wir haben die Wechselwirkung von Histon Deacetylase 1 (HDAC 1) mit Sp1 untersucht. Histon Deacetylasen regulieren gemeinsam mit Acetyltransferasen den Acetylierungszustand der DNA und damit die Chromatinstruktur einer Zelle. HDAC-1 katalysierte Deacetylierung führt zu einer Kondensation des Chromatins und zu einer Abschaltung der Transkription. Allerdings ist die Modifizierung von Histonen nicht die einzige Weise wie Acetyltransferasen und Deacetylasen die Transkription beeinflussen können. Eine steigende Zahl von Transkriptionsfaktoren sind ebenfalls Substrate für diese Enzyme. Einer dieser Faktoren scheint Sp1 zu sein. Wir konnten zeigen, daß Sp1 durch die Interaktion mit HDAC 1 zu einem negativen Regulator wird. Das bedeutet daß Histondeacetylasen zumindest einen Teil ihres Einflusses durch die Interaktion mit Sp1 ausüben. Ziel dieses Projektes ist es die Rolle von Sp1 in den von Acetyltransferasen und Deacetylasen kontrollierten Mechanismen zu erforschen. Dazu werden wir sowohl die Acetylierungsstelle(n) als auch die Bindungsstelle von HDAC1 an Sp1 genau bestimmen und anschließend versuchen, Mutationen durchführen, welche zwar einerseits die Acetylierung von Sp1 verhindern sowie die Bindung von HDAC1 beseitigt, die anderen Funktionen von Sp1 jedoch intakt lassen. Mutiertes Sp1 wird dann sowohl in Säuger- als auch in Insektenzellen expremiert und mittels Reportergenassays getestet. Um die Funktion der Acetylierung von Sp1 sowie die Bindung von HDAC1 genau zu untersuchen, werden diese Versuche auch in embryonalen Mausstammzellen, deren Sp1 Gene inaktiviert wurden, durchgeführt. Die Auswirkungen der Mutationen auf die Aktivität von ausgewählten Sp1 und HDAC1 kontrollierten Promotoren werden untersucht.

Die Expression eines Gens wird im allgemeinen durch einen sogenannten Promotor, das ist eine DNA-Sequenz die am 5`-Ende eines Gens liegt, reguliert. Ein Promotor enthält Bindungsstellen für Transkriptionsfaktoren, das sind Proteine die sequenzspezifisch DNA binden und durch Interaktion mit dem basalen Transkriptionsapparat die Promotoraktivität steuern. Sp1 ist Mitglied einer Familie nahe verwandter Transkriptionsfaktoren welche an Promotoren die eine GC-box enthalten, binden. Ursprünglich galt Sp1 als einfacher aktivierender Faktor dessen Bindungsstellen für die Aktivität vieler Promotoren essentiell sind. Sp1 (und andere Faktoren der Familie) dürfte jedoch eine wesentlich differenziertere Rolle bei der Transkriptionskontrolle vieler Gene spielen. Die Aktivität von Sp1 wird durch eine Vielzahl von Interaktionen mit zellulären und auch viralen Proteinen sowie durch posttranslationelle Modifikationen beeinflußt. Wir haben die Wechselwirkung von Histon Deacetylase 1 (HDAC 1) mit Sp1 untersucht. Histon Deacetylasen regulieren gemeinsam mit Acetyltransferasen den Acetylierungszustand der DNA und damit die Chromatinstruktur einer Zelle. HDAC-1 katalysierte Deacetylierung führt zu einer Kondensation des Chromatins und zu einer Abschaltung der Transkription. Allerdings ist die Modifizierung von Histonen nicht die einzige Weise wie Acetyltransferasen und Deacetylasen die Transkription beeinflussen können. Eine steigende Zahl von Transkriptionsfaktoren sind ebenfalls Substrate für diese Enzyme. Einer dieser Faktoren scheint Sp1 zu sein. Wir konnten zeigen, daß Sp1 durch die Interaktion mit HDAC 1 zu einem negativen Regulator wird. Das bedeutet daß Histondeacetylasen zumindest einen Teil ihres Einflusses durch die Interaktion mit Sp1 ausüben. Ziel dieses Projektes ist es die Rolle von Sp1 in den von Acetyltransferasen und Deacetylasen kontrollierten Mechanismen zu erforschen. Dazu werden wir sowohl die Acetylierungsstelle(n) als auch die Bindungsstelle von HDAC1 an Sp1 genau bestimmen und anschließend versuchen, Mutationen durchführen, welche zwar einerseits die Acetylierung von Sp1 verhindern sowie die Bindung von HDAC1 beseitigt, die anderen Funktionen von Sp1 jedoch intakt lassen. Mutiertes Sp1 wird dann sowohl in Säuger- als auch in Insektenzellen expremiert und mittels Reportergenassays getestet. Um die Funktion der Acetylierung von Sp1 sowie die Bindung von HDAC1 genau zu untersuchen, werden diese Versuche auch in embryonalen Mausstammzellen, deren Sp1 Gene inaktiviert wurden, durchgeführt. Die Auswirkungen der Mutationen auf die Aktivität von ausgewählten Sp1 und HDAC1 kontrollierten Promotoren werden untersucht.