Genomweite funktionelle Analyse von p53-Bindungsstellen via ChIPseq

Der Transkriptionsfaktor p53 ist einer der wichtigsten humanen Tumorsuppresso- ren und reguliert die Expression von Genen insbesondere im Bereich von Apoptose, DNA-Reparatur, sowie Zellzyklusarrest. Häufig wird p53 daher auch als ”Wächter des Genoms“ bezeichnet. Die zentrale Rolle von p53 in der Ver...

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Main Author: Heyl, Charlotte
Contributors: Stiewe, Thorsten (Prof. Dr.) (Thesis advisor)
Format: Dissertation
Language:German
Published: Philipps-Universität Marburg 2015
Molekularbiologie und Tumorforschung
Subjects:
p53
Online Access:PDF Full Text
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Description
Summary:Der Transkriptionsfaktor p53 ist einer der wichtigsten humanen Tumorsuppresso- ren und reguliert die Expression von Genen insbesondere im Bereich von Apoptose, DNA-Reparatur, sowie Zellzyklusarrest. Häufig wird p53 daher auch als ”Wächter des Genoms“ bezeichnet. Die zentrale Rolle von p53 in der Verhinderung der Tumorentstehung wird daran deutlich, dass es in etwa der Hälfte aller menschlichen Tumoren mutiert vorliegt. Besonders häufig finden sich diese Mutationen im Bereich der zentralen DNA-Bindungsdomäne. In erster Linie führt die Aktivierung von p53 durch zellulären Stress, wie etwa Hypoxie, DNA-Schädigung oder Onkogenaktivierung, abhängig von Ausmaß und Dauer der Schädigung oder des Reizes zu Zellzyklusarrest und DNA-Reparatur oder aber zum Tod der Zelle durch Apoptose. Wie p53 jedoch im Einzelnen diese Entscheidung trifft und unterschiedliche Gruppen von Zielgenen aktiviert, ist unklar. Die Daten der vorliegenden Arbeit belegen, dass der DNA-Bindungskooperativität von p53 bei diesen Prozessen eine entscheidende Rolle zukommt. In dieser Arbeit wurde mithilfe der ChIPseq-Methodik die DNA-Bindung von p53 genomweit untersucht. Erstmalig wurden neben p53-Wildtyp weitere p53-Mutanten unterschiedlicher DNA-Bindungskooperativität hinsichtlich der Eigenschaften ihrer Bindungsstellen und der Zielgenselektion miteinander verglichen. Dabei lag ein besonderes Augenmerk der funktionellen Analyse auf apoptotischen Zielgenen, sowie Genen aus den Bereichen Zellzyklusarrest und DNA-Reparatur. Die Daten dieser Arbeit belegen, dass für die Bindung und Aktivierung apoptotischer Zielgene eine vergleichsweise hohe DNA-Bindungskooperativität notwendig ist, während Gene aus den Bereichen Zellzyklusarrest und DNA-Reparatur häufig auch von deutlich schwächer kooperativem p53 gebunden und aktiviert werden. Eine eingesetzte p53-Mutante mit sehr stark eingeschränkter Kooperativität zeigte im Wesentlichen keine Bindung und Zielgenaktivierung. In Zeiten der ”targeted therapy“ ist ein Protein, das bei fast allen Krebspatienten in seiner Funktion beeinträchtigt ist, ein vielversprechender Kandidat zukünftiger Krebstherapien. Berücksichtigt man die Häufigkeit der kooperativitätsbeeinträchtigenden Mutationen der p53-DNA-Bindungsdomäne, ist die Wiederherstellung der Kooperativität von p53 ein lohnender Ansatzpunkt. Die vorliegende Arbeit kann somit zu einem besseren Verständnis der Bedeutung und Auswirkung der DNA-Bindungkooperativität von p53 und deren therapeutischen Anwendung beitragen.
DOI:https://doi.org/10.17192/z2015.0434