Mechanismen der zellulären Seneszenz

Die Teilungsfähigkeit primärer menschlicher Zellen in Zellkultur ist beschränkt auf eine definierte Anzahl von Zellteilungen. Man geht davon aus, daß dieses Phänomen, als replikative Seneszenz bezeichnet, eine entscheidende Rolle bei der Alterung von Organismen spielt; jedoch sind die molekularen und genetischen Steuerungsmechanismen der zellulären Seneszenz bisher nur ansatzweise bekannt. In dem hier vorgestellten Projekt sollen Prozesse analysiert werden, die an der Ausbildung des seneszenten Phänotyps in primären menschlichen Zellen beteiligt sind. Neben menschlichen Fibroblasten, die als prototypisches Modell für zelluläre Seneszenz bisher am besten untersucht sind, soll der Seneszenz-Phänotyp von primären Keratinozyten untersucht werden. In beiden Modellsystemen soll die Expression und Funktion untersucht werden von Regulatoren des Zellzyklus, sowie von Genen, die durch Wachstumsfaktoren induziert werden. Im zweiten Teil des Projekts soll das E7-Gene von HPV-16 als genetisches Werkzeug benutzt werden, um molekulare Grundlagen des seneszenten Phänotyps zu studieren. In der Arbeitsgruppe wurde eine Reihe von Genen identifiziert, die für Proteine kodieren, welche mit dem E7-Onkoprotein in Wechselwirkung treten. Da einige dieser Gene nach unserer Arbeitshypothese an der Ausprägung des seneszenten Phänotyps beteiligt sein könnten, soll die Expression dieser Gene in jungen und seneszenten Zellen vergleichend untersucht werden. Nach unserer Arbeitshypothese werden durch E7 zelluläre Seneszenz-faktoren neutralisiert, sei es durch eine Repression der Expression der entsprechenden Gene, oder durch eine Blockierung der Funktion zellulärer Regulatorproteine durch eines der viralen Onkoproteine. Zunächst soll der Einfluß von E7 auf die Expression bekannter seneszenz- assoziierter Proteine untersucht werden; in einem zweiten Schritt soll dann untersucht werden, inwiefern durch E7 die Funktion von zellulären Mediatoren der Seneszenz aufgehoben wird. Die hier vorgestellten Arbeiten sollten zu einem besseren Verständnis der Regulation der zellulären Seneszenz führen; zudem wird erwartet, daß die Analyse der Wechselwirkung von E7 mit zellulären Proteinen zu einer Aufklärung des Mechanismus der Immortalisierung menschlicher Zellen durch humane Papillomviren beiträgt.