Chromosomenstruktur und Antisensetranskription in Leukämien

Blutentwicklung wird über die Konzentration des Transkriptionsfaktors PU.1 gesteuert. Während der myeloischen Differenzierung muss die PU.1 Konzentration ansteigen, andernfalls entsteht eine akute myeloische Leukämie (AML). Im Gegensatz dazu muss die Expression von PU.1 komplett gestoppt werden um T-Lymphozyten zu bilden. Die Mechanismen wie PU.1 abgeschaltet werden kann sind bislang unbekannt. In diesem Antrag stellen wir die Hypothese auf, dass ein langes nicht-codierendes Antisense- Transkript von PU.1 (PU.1 AS) eine zentrale Rolle spielt um die PU.1 Expression abzudrehen. Wir vermuten außerdem, dass die 3-dimensionale Chromosomen-Architektur festlegt, ob PU.1 mRNA oder PU.1-AS transkribiert wird. Daten aus unseren Voruntersuchungen legen nahe, dass Runx Transkriptions Faktoren einen direkten Einfluss auf die PU.1-AS Transkription haben. Runx Faktoren sind häufig verändert in verschiedenen Formen von Akuter Myeloischer Leukämie, wie in den Core Binding Factor (CBF) Leukämien t(8;21) und inv(16). PU.1 ist auch funktional defizient in diesen Leukämien. Wir verfolgen die Hypothese, dass die Mutationen der CBF Leukämien einen Mechanismus ausnützen, der physiologisch für die T-Zell Reifung notwendig ist. CBF-Mutationen stellen eine höher geordnete Chromatinstruktur her, die die PU.1 AS Transkription ermöglicht und PU.1 mRNA abschaltet. Bisherige Studien konzentrierten sich hauptsächlich auf Mechanismen, wie Transkriptionsfaktoren eingeschaltet werden, und PU.1 wurde diesbezüglich sehr gründlich untersucht. Hier untersuchen wir das genaue Gegenteil und vermuten, dass das Abschalten von PU.1 ein aktiver Prozess ist, der eine spezifische drei-dimensonale Chromosomenformation und ein langes nicht-codierendes Antisense- transkript benötigt. Folgende spezifischen Ziele planen wir zu verfolgen: Ziel 1: PU.1 mRNA / PU.1 Antisense Transkription und räumliche Chromosomenorganisation. Wir werden ein umfassendes Bild der PU.1 mRNA/ PU.1 AS Transkription und der 3-D-Chromosomen- Architektur erstellen. Dies wird auch als Fundament für die spezifischen Ziele 2 und 3 dienen. (A) Wir werden zuerst ein Genom-weites Screening durchführen um genetische Elemente zu identifizieren, die mit dem proximalen Promoter und dem Antisense Promoter interagieren, (B) Danach wollen wir die PU.1 mRNA / PU.1 AS Expression und die räumliche Chromosomenformation in der normalen Hämatopoese und leukämischen Patientenproben bestimmen. Ziel 2: Kompetitives Promoter Modell: Mechanismen der räumlichen Chromomen Regulation und Antisense-Transkription. Hier planen wir mechanistische Modell zu etablieren um die Rolle der PU.1 AS Transkription auf die chromosomalen Konformationänderungen zu untersuchen und vice versa. Ziel 3: Funktion der PU.1 Antisense Transkription für normale Hämatopoese und CBF-Leukämie. Unter Verwendung der unter Ziel 2 entwickelten Modelle werden wir die funktionelle Rolle der PU.1 AS Expression (A) für der Blutentwicklung und (B) für die Entstehung der CBF-Leukämien AML1-ETO (t8;21) und CBFb-MYH11 (inv16) herausfinden.