Regulation des Transkriptionsfaktors Stat1

Interferone (IFN) bilden eine Gruppe von Cytokinen mit essentieller Bedeutung bei der Bekäm-pfung viraler und bakterieller Infektionen. Sie sind in zwei Typen unterteilt, die alpha- und beta- Interferone (Typ I) und das IFN- gamma (Typ II). Studien in Versuchstieren zeigen, dass die vor-herrschende Bedeutung der Type I IFN im Errichten eines antiviralen Zusatnds, und somit bei der Abwehr viraler Infektionen liegen. IFN-g kann ebenfalls zum antiviralen Zustand betragen, seine wesentliche Aktiviät ist jedoch die eines makrophagenaktiviernden Faktors, der die Fähigkeit die-ser Phagocyten Bakterien oder Protozoa abzutöten steigert. Beide IFN Typen benötigen de novo Genexpression, um ihre biologischen Effekte zu exprimieren. Obgleich sie an verschiedene Zell-oberflächenrezeptoren binden, bedienen sich beide IFN Typen ähnlicher Strategien, um die Trans-kription ihrer Zielgene durch Jak-Stat Signaltransduktion anzuschalten. Der wesentliche Unter-schied besteht darin, dass im Falle des IFN-g ein Transkriptionsfaktor aktiviert wird, der aus einem Dimer des Stat1 Proteins besteht. Im Gegensatz hierzu aktivieren die Typ I IFN hauptsächlich ISGF3, einem Transkriptionsfaktor der die Proteine Stat1, Stat2 und IRF9 beinhaltet. Die Bedeu-tung des Stat1 als Untereinheit von Transkriptionsfaktoren, die durch beide IFN Typen angesteuert werden, wurde durch Gendisruption in Mäusen bestätigt. Hieraus resultierte ein vollständiges Erliegen der natürlichen Immunität gegenüber Viren und bakteriellen Pathogenen. Die Aktivierung des Stat1 erfolgt durch zwei Phosphorylierungsereignisse an den Amino-säuren Tyrosin701 und Serin727. Insbesondere im Falle der Serin727 Phosphorylierung ist die relative Bedeutung für die Immunantwort unverstanden. Unser Projekt beruht auf der Hypothese, dass Serin727 Phosphorylierung zentrale Bedeutung für die biologische Aktivität des Stat1 hat, demzufolge auch für die Ausbildung einer natürlichen Immunantwort. Dies wird in Mäusen untersucht, deren Genom eine Mutation beinhaltet, die zum Austausch von Serin727 gegen Alanin führt. Diese Mäuse werden mit Viren und Bakterien infiziert und ihre Fähigkeit die Infektion zu eliminieren mit der von Wildtyp- Mäusen oder Stat1-defizienten Mäusen verglichen. Komplemen-täre Versuche werden in Zelllinien durchgeführt, welche phosphorylierungsdefiziente Mutanten des Stat1 exprimieren. Weiterhin werden wir mit Hilfe der DNA microarray Technologie die Bedeutung der Phosphorylierungsereignisse untersuchen. Ziel dieser Untersuchungen wird sein, Gruppen von Genen zu definieren, welche nur eines der Phosphorylierungsereignisse benötigen und sie von denen zu unterscheiden, bei denen beide Phosphorylierungen erforderlich sind. Schließlich wollen wir untersuchen, ob Stat1 die Chromatinstruktur seiner Zielgene verändert, und ob dies durch den Phosphorylierungstatus des Proteins beeinflusst wird.