Die Rolle der DNA-Methylierung und der DNA-Methyltransferase bei der zerebralen Ischämie

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Die DNA-Methylierung wird durch das Enzym DNA-(Cytosin-5)-Methyltransferase (MTase, E.C. 2.1.1.37) katalysiert und ist wichtig für die Regulierung der Genexpression. Beim Schlaganfall kommt es zu DNA-Schäden sowie Genexpressionsveränderungen. Gegenstand diese Antrages soll deshalb (I) sein zu untersuchen, ob sich nach zerebraler Ischämie die Expression und Aktivität der MTase sowie die Methylierungsrate in vivo ändern. Mittels transgener Mäuse, denen (a) konstitutiv oder (b) konditionalneuronal das DNA-Methyltransferasegen (dnmt) fehlt und die somit weniger MTase exprimieren, soll (II) gezeigt werden, daß eine Verringerung der MTase-Spiegel zu veränderten Methylierungsmustern nach Schlagangall führt und daß diese Tiere vor Schlaganfall geschützt sind. Somit würde erstmals ein unmittelbarer Zusammenhang zwischen DNA-Methylierung und Ischämieschaden nachgewiesen werden. Im weiteren (III) soll der neuroprotektive Mechanismus erarbeitet werden. (a) Genexpressionsstudien (mittels subtraktiver Hybridisierung oder DNA Mikrochips) sollen feststellen, ob veränderte Methylierungsmuster zu Transkriptionsveränderungen führen (epigenetische Theorie). (b) Zum anderen soll getestet werden, ob die MTAse einen direkten (ggf. mutagenen) Einfluß auf den Zellschaden hat; u.a. mittels Gendosis Wirkungsstudien an CHIP-Mutanten (genetische Theorie). Unsere Untersuchungen könnten somit erstmals einen Einfluß der DNA-Methylierung bei einer akuten Erkrankung nachweisen, was wegweisend für andere Krankheitsbilder wäre (z.B. Inflammation, Schock, Organischämie etc.).