Charakterisierung von Chromatinfaktoren mit Hilfe von Antikörpern: Von der Fruchtfliege zum humanen Prostatakarzinom und zurück

Die Organisation der DNA in Nukleosomen hat einen großen Einfluss
auf die Regulation von grundliegenden Prozessen wie Transkription,
Replikation oder Reparatur der DNA im Zellkern. Um die hinderliche
Natur des Chromatins bei diesen fundamentalen Prozessen zu
überwinden, existieren mehrere verschiedene Chromatin
modifizierende Proteinkomplexe im Zellkern. Chromatin Remodelling
Komplexe nützen die Energie der ATP-Hydrolyse um die Position der
Nukleosomen so zu verändern, dass verschiedene Abschnitte der DNA
für die Interaktion mit regulierenden Faktoren zugänglich werden.
Ein Klasse solcher Remodelling Faktoren beinhalten die ATPase ISWI
als katalytische Untereinheit. Das Protein wurde zuerst in
Drosophila entdeckt und die drei verschiedenen ISWI enthaltenden
Komplexe, nämlich NURF, ACF und CHRAC, wurden ausführlich in diesem
Modellorganismus untersucht. Homolog zur Fruchtfliege existieren
sehr ähnliche Protein Komplexe beim Menschen. Wir haben das humane
ISWI mit den Isoformen Snf2h und Snf2L im Prostatakarzinom
untersucht. In einem Tissue Microarray wurden Gewebeproben mit
Hilfe von polyklonalen Antikörpern gegen ISWI gefärbt. Es folgte
ein quantitativer Vergleich der Färbungsintensitäten im
Karzinomgewebe sowie in gutartigem Gewebe der Prostata durch
Anwendung von digitaler Bildanalyse. Das Ergebnis war eine
signifikant stärkere Färbung im neoplastischen Gewebe. Eine
Anreicherung von ISWI in Krebszellen ist besonders interessant im
Kontext der bekannten Funktionen des Proteins für DNA-Replikation,
Zellproliferation und Regulation der Chromatinstruktur. In einem
zweiten Projekt sind wir zum Modell der Fruchtfliege zurückgekehrt
und entwickelten monoklonale Antikörper gegen Toutatis, das zu
einer Proteinfamilie gehört, die auch einige bekannte
Interaktionspartner von ISWI umfasst. Die Proteine dieser Familie
haben vermutlich eine regulatorische Funktion in den Remodelling
Komplexen, denn am Beispiel von Acf1 wurde gezeigt, dass sie die
nukleosomale Bindung sowie die Effizienz und Richtung der
Mobilisierung von Nukleosomen modifizieren. Unsere Antikörper
wurden etabliert, um Toutatis enthaltende Komplexe durch Western
Blot Analyse von gereinigten Drosophila-Extrakten und
Immunfluoreszenz zu charakterisieren. Mit diesen Methoden fanden
wir eine Koelution von Toutatis mit der ATPase Brahma und dem
Strukturprotein Spectrin alpha sowie eine Lokalisation in der
Lamina des Zellkerns. Ein mögliches Zusammenspiel dieser Proteine
in einem neuen Chromatin Remodelling Komplex mit einer Beteiligung
an der DNA-Reparatur wird diskutiert.