Characterisation of epigenetic mechanisms in transcriptional regulation in hypoxia

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Die Epigenetik umfasst alle Veränderungen der Genexpression, die durch Mitose und Meiose vererbbar sind, nicht aber durch Änderungen der DNA-Sequenz erklärt werden können. Die Expressionsstärke einzelner Gene wird epigenetisch über bestimmte kovalente Chromatinmodifikationen vermittelt, die die Transkription dieser Regionen aktivieren oder inaktivieren. Sauerstoffmangel (Hypoxie) ist ein wichtiger Stimulus in Physiologie und Erkrankung. Die zellulären adaptiven Antworten auf Hypoxie werden vor allem über den Transkriptionsfaktor Hypoxie-induzierbarer Faktor (HIF) vermittelt. Die Korrelation einer Genom-weiten in silico Analyse von HIF-Chromatin-Interaktionen mit hypoxischen Expressionsprofilen zeigte, dass nur 1 % der möglichen HIF-Bindungsstellen in Promotorregionen (sog. HREs) tatsächlich von HIF benutzt wird und entsprechend funktionell relevant sind. Im vorliegenden Forschungsprojekt habe ich vor zu untersuchen, welche Faktoren die HRE-Funktionalität ausmachen, wie epigenetische Modifikationen die HIF-Antwort beeinflussen und welche funktionellen Konsequenzen diese haben. Daher wird die Cytosinmethylierung etablierter HIF-Zielgene untersucht in Krebszellen (a) nach Langzeit-Hypoxie (zur Simulation einer hypoxischen Tumormikroumgebung) und (b) in Krebszellen mit unterschiedlichen pathologischen (angiogenen etc.) Potenzialen. Ein besonderes Augenmerk wird auf die funktionelle Charakterisierung eines Zinkfingerproteins gelegt, das spezifisch mit der Erythropoietin 3’ Enhancer HRE interagiert und in die Pathogenese des Nierenzellkarzinoms involviert ist. Da dieses Protein u.U. CpG-Methyltransferase-Aktivität besitzt, könnte es sogar eine funktionelle Verbindung zur HRE-Funktionalität darstellen.