TIS7, die Methylierung und die Muskeldifferenzierung

TIS7 (TPA induzierte Sequenz 7) wurde von unserem Labor als ein transkriptioneller co-Repressor charakterisiert, der der mittels seiner Interaktion mit einem Histondeacetylase-Komplex funktioniert. Unsere Studien in mehreren Zellsystemen, die Zellpolarität und Differenzierung erfordern, zeigten, dass die TIS7 Überexpression hauptsächlich eine Runter-Regulierung der Genexpression verursacht. Unter den von uns charakterisierten Zellsystemen waren: Brustepithelzellen, Muskelzellen und periphere Nervenzellen. Außer morphologischen Wirkungen und den Änderungen in der Genexpression die durch die Änderungen in der TIS7 Expression verursacht wurden, zeigten wir auch dass TIS7 den Wnt Signalweg, ein für sowohl Entwicklung als auch Differenzierung wichtiger konservierter Signal-Weg, beeinflusst. Das Ziel unserer weiterer Studien ist, die biologische Rolle von TIS7 und hauptsächlich den Mechanismus seiner Aktivität zu identifizieren. Um dieses zu erreichen, haben wir TIS7 Knockout Mäuse generiert. In diesem Modell zeigten wir, dass TIS7 mit Prozessen des Zelldifferenzierung und Regeneration im erwachsenen Organismus verbunden ist. Das vorgeschlagene Projekt basiert auf einer interessanten Beobachtung, die wir in einem Pull-down Experiment gefolgt von Massenspektrometrischer Analyse von TIS7-interagierenden Proteinen gemacht haben. Wir stellten fest, dass alle bekannten Hauptbestandteile des Methylosom-Komplexes, mit TIS7 co-immunoprezipitieren. Da Methylierung einen wichtigen Mechanismus der Genexpression im Allgemeinen darstellt und eine entscheidende Rolle in der Myogenese im Besonderen spielt, motivierten uns unsere neuen Befunde, den Prozess der Muskeldifferenzierung im Detail zu studieren. Unsere Arbeitshypothese ist, dass TIS7 mit dem Methylosom-Komplex interagiert und dadurch Muskeldifferenzierung reguliert. Das Hauptziel dieses Projekts soll sein, zu bestätigen, ob TIS7 die Muskeldifferenzierung über Methylierungsereignisse reguliert. Um diese Frage zu beantworten, werden wir: .. die TIS7-interagierenden Proteinenoch genauer beschreiben .. zwischen direkt und indirekt TIS7-bindenden Proteinen unterscheiden .. ob in vitro TIS7-bondende Proteine, auch in vivo co- lokalisieren und binden testen .. nach biologischen Substraten der TIS7-regulierten Methylierung suchen.

In unseren früheren Untersuchungen hatten wir festgestellt, dass das Protein TPA Induced Sequence 7 (TIS7) als Transkriptionsaktivator Co-Regulator, der die Expression von Genen in Differenzierung verschiedener Zelltypen, einschließlich Myoblasten reguliert, beteiligt ist. In diesem Projekt haben wir die molekularen Mechanismen, die TIS7 in der Myogenese verwendet, insbesondere die Regulation von MyoD, dem Hauptregulator Gen der Myogenese, enthüllt. Obwohl in der Vergangenheit mehrere Schritte, in denen TIS7 in der Regulation des MyoD Aktivität beteiligt ist gezeigt wurden, präsentiert unser aktuelles Projekt einen völlig neuen, detaillierten molekularen Weg in der TIS7-spezifischen Steuerung von MyoD Genexpression und damit der Muskel Differenzierung. Zweitens, in diesem Projekt haben wir das Protein ICln, als ein völlig neues Protein in der Kontrolle der Myogenese, identifiziert. ICln wurden bisher mehrere physiologische Funktionen zuerkannt aber unsere Ergebnisse zeigen zum ersten Mal, dass ICln eine regulatorische Rolle im Prozess der Myogenese spielt. In diesem Projekt zeigen wir mit mehreren unabhängigen technischen Ansätzen, dass ICln zusammen mit TIS7 die myoD Expression epigenetisch reguliert. Insbesondere, reguliert ICln die MyoD Expression über seine Interaktion mit dem Enzym Protein-Arginin-Methyltransferase 5 (PRMT5). Schließlich, zeigen wir eine neue funktionelle Charakteristik von TIS7, nämlich die Fähigkeit direkt an DNA zu binden, eine Funktionalität die bei der Regulation der Transkription erforderlich ist.