Identifikation von Promotor-Typ-spezifischen Aktivatoren

Die Genome von Mensch und Tier enthalten Tausende von Genen, von denen jedes die Anweisungen für einige der grundlegenden Bausteine von Zellen enthält. Diese Bausteine - die so genannten Proteine - können sehr unterschiedliche Funktionen erfüllen und verleihen den verschiedenen Zelltypen einzigartige Eigenschaften. Die verschiedenen Zelltypen unterscheiden sich daher in Form und Funktion, indem sie unterschiedliche Kombinationen von Genen aktivieren. Diese unterschiedliche Genexpression beginnt mit der Transkription, dem Prozess des Kopierens der genomischen DNA in RNA durch das Enzym Polymerase II. Für jedes Gen, die Transkription startet in der sogenannten Promoter Region. Bei Säugetieren gibt es drei Haupttypen von Promotoren, von denen einer - die TATA-Box- Promotoren - besonders gut erforscht ist, während die anderen, einschließlich der am häufigsten vorkommenden CpG-Island-Promotoren (CGI-Promotoren), weit weniger gut beschrieben sind. Insbesondere sind die Proteinfaktoren, die die verschiedenen Promotortypen aktivieren, nicht bekannt, und welche Aktivatoren für die einzelnen Promotortypen spezifisch sind, bleibt unklar. In diesem Projekt sollen neue Transkriptionsaktivatoren identifiziert werden, die spezifisch für CGI-, TCT- und TATA-Box-Promotoren sind, wobei embryonale Stammzellen der Maus (mESCs) als Modell verwendet werden. Ein neu entwickelter funktioneller Rekrutierungsassay wird eingesetzt, um Tausende von Proteinen auf ihre Fähigkeit zu untersuchen, die Transkription von verschiedenen Promotoren in mESCs zu aktivieren. Im Rahmen des Projekts sollen neue promoterspezifische Aktivatoren entdeckt werden, die anschließend validiert und ihre endogenen genregulatorischen Funktionen sowie die Mechanismen der Aktivierung bestimmt werden. Durch die Verknüpfung von Genomik, Molekularbiologie, Biochemie und Bioinformatik soll das Forschungsprojekt nicht nur unser Wissen über promoterspezifische Aktivatoren erheblich erweitern, sondern auch ihre genregulatorischen Funktionen entschlüsseln. Die gewonnenen Erkenntnisse werden unser Verständnis der Genregulierung, des Genoms und der Entwicklungsbiologie von Säugetieren erweitern, was ultimativ neue Einblicke in die Biologie und Krankheiten von Menschen erlauben wird.