Epigenetic Regulation of normal hematopoiesis and its dysregulation in myeloid neoplasia

Funktionsanalyse von somatischen Tumormutationen in humanen DNA Methyltransferasen



Die schnelle Entwicklung von DNA Sequenziertechologien hat zu einer Vielzahl von wichtigen Erkenntnissen in der Tumorbiologie geführt, u.a. die Identifizierung von vielen somatischen Mutationen in Tumoren. Viele der mutierten Gene beeinflussen epigenetische Modifikationen direkt oder indirekt, wie z.B. IHD, Dnmt3a, TET2 oder EZH2, welche Schwerpunkte somatischer Tumormutationen sind.
Viele der somatischen Tumormutationen in DNA Methyltransferasen (Dnmts) haben vermutlich eine Funktionsveränderung zur Folge, da sie heterozygote auftreten und viele missense Mutationen aber keine Insertionen, Deletionen oder nonsense Mutationen beobachtet werden. Funktionsverändernde Mutationen in Dnmts könnten das Enzym aktivieren oder seine Präferenzen für die Sequenzumgebung der Methylierungsstelle, subnukleare Lokalisation oder Regulation ändern und über einen diesen Weg zu einer Hypermethylierung von bestimmten Loci in Tumorzellen führen.

Meine Arbeitsgruppe hat eine große Erfahrung in der Expression und Reinigung von allen humanen DNA Methyltransferasen und wir haben spezielle Assays etabliert, um deren Aktivität, Spezifität und enzymatischen Eigenschaften zu untersuchen. Aufbauend auf unserer Experitse planen wir hier eine hypothesenbasierte Untersuchung des Effekts von Tumormutationen in Dnmts auf die katalytischen Aktivität, Sequenzpräferenzen, Prozessivität, subnukleare Lokalisation, und Regulation der Enzyme durchzuführen sowie auf die Interaktion mit anderen Proteinen wie z.B. Dnmt3L, PCNA or NP95. Wir planen unsere Arbeit auf Mutationen zu fokussieren für die eine experimentell überprüfbare Hypothese ihrer Funktionsweise entwickelt werden kann.
Ein Schwerpunkt unserer Arbeiten ist die Untersuchung von Mutationen an R882 in Dnmt3a, welche sehr häufig in Tumoren beobachtet werden. Varianten mit interessanten Änderungen der enzymatischen oder biochemischen Eigenschaften, sollen anschließend in genomweiten DNA Methylierungsexperimente in humanen Zellen untersucht und deren Ergebnisse mit den in vitro gewonnenen Daten korreliert werden. Außerdem planen wir die Wirkung von Dnmt3a Inhibitoren, die in unserem Labor entwickelt wurden, auf Tumorzelllinien zu testen, welche mutiertes Dnmt3a exprimieren.

Unsere Ergebnisse werden helfen, den tumorinduzierenden Effekt von somatischen Dnmt Tumormutationen aufzuklären und zu verstehen, wie Veränderungen in der DNA Methylierung zu Krebs führen. Dies wird die Entwicklung von gezielteren Therapien für Tumore mit mutierten Dnmts unterstützen.


  • Kudithipudi S, Lungu C, Rathert P, Happel N, Jeltsch A. Substrate Specificity Analysis and Novel Substrates of the Protein Lysine Methyltransferase NSD1. Chem Biol. 2014;21(2):226-37 PMID:24412544


  • Bashtrykov P, Jankevicius G, Jurkowska RZ, Ragozin S, Jeltsch A. The UHRF1 Protein Stimulates the Activity and Specificity of the Maintenance DNA Methyltransferase DNMT1 by an Allosteric Mechanism. J Biol Chem. 2014;289(7):4106-15. PMID:24368767

  • Albert Jeltsch


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