Systematische Analyse der Rekrutierung von signal-abhängig regulierten Transkriptionsfaktoren an entzündungsrelevante Gene mittels ChIP-Chip Technologie

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Proinflammatorische Stimuli wie Interleukin-1 verändern die Expression von hunderten von Genen während einer Entzündungsreaktion. Obwohl sehr viele dieser Gene zeitlich und mengenmässig koreguliert werden, ergibt sich aus ihrer genomischen DNA Sequenz keine unmittelbare Information über die kombinatorische Verwendung von Transkriptionsfaktoren, durch welche die zytosolische Signaltransduktion in Gentranskription übersetzt wird. Eine wichtige Voraussetzung zur Lösung solcher Fragen ist, für geeignete Gruppen von Entzündungsgenen das Muster der Rekrutierung von Transkriptionsfaktoren an diese Gene zu bestimmen. Aufgrund der Größe des menschlichen Genoms müssen hierfür neue Technologien etabliert und an geeigneten Modellgenen validiert werden.Wir haben in Vorarbeiten zu diesem Antrag zeigen können, dass Interleukin-1 über den ERK Signalweg die mRNA und Proteinmenge von FRA-1, einer bisher nicht in Entzündungsgenregulation implizierten Untereinheit des dimeren Transkriptionsfaktors AP(activating protein)-1, transient hochreguliert. Chromatin Immunpräzipitations (ChIP) Experimente zeigten, dass FRA-1 nachfolgend IL-1-abhängig an den endogenen Interleukin-8 Promoter rekrutiert wird. In diesem Antrag soll die Chromatin IP mit DNA Mikroarrays (Chip) kombiniert werden, um mit Hilfe dieser neuen, sogenannten ChlP-Chip Technik eine möglichst akkurate Erfassung der Bindungsstellen von FRA-1 und seiner heterodimerischen AP-1 Partner in allen weiteren Entzündungsgenen zu ermöglichen, deren mRNA Expression von IL-1 und dem ERK Signalweg abhängt. Die funktionelle Signifikanz der neuen FRA-1 Bindungsstellen wird sodann auf cis Ebene durch Mutagenese in geeigneten genomischen Reportergenkoristrukten, und auf trans Ebene durch Modulation der FRA-1 Menge sowie der Expression von Fusionsproteinen aus FRA-1 und einem zweiten AP-1 Partner überprüft. Ziel ist es, auf diese Art und Weise am Beispiel der FRA-1 Untereinheit ein möglichst genaues Netzwerk der AP-1- abhängigen Entzündungsgenregulation experimentell zu bestimmen.Die beispielhafte Entschlüsselung derjenigen Mechanismen, die die Signaltransduktion in die Aktivierung von einzelnen oder von Gruppen von entzündlichen Genen übersetzen, stellt nicht nur eine wichtige sehr aktuelle Fragestellung für die Grundlagenforschung im Rahmen funktioneller Genomforschung dar, sondern eröffnet auch neue interessante Perspektiven für die selektive Modulation von Entzündungsgenen.