Funktion des Transkriptionsfaktors CbfA in Dictyostelium discoideum

Bilzer, Annika GND

Der in der vorliegenden Arbeit untersuchte C-Modul-bindende Faktor A (CbfA) ist ein wichtiger Faktor für die multizelluläre Entwicklung von Dictyostelium discoideum und beeinflusst als Transkriptionsfaktor die Expression mehrerer hundert Gene. Die CbfA-Mutante JH.D weist einen Ausfall der multizellulären Entwicklung auf. Die Expression von CbfA in einer Low-Copy-Situation bewirkte eine Heilung des Phänotyps, weshalb dieses System genutzt werden konnte, um durch Expression mutierter CbfA-Proteine Hinweise auf die Funktionen einzelner CbfA-Domänen zu gewinnen. Es zeigte sich, dass die katalytische Aktivität der JmjC-Domäne nicht essentiell für die Vermittlung der multizellulären Entwicklung durch CbfA war. Der Austausch eines in CbfA konservierten Histidins durch Alanin im ersten Zinkfinger-Motiv oder die Deletion beider Zinkfinger bewirkten jedoch einen Funktionsverlust des CbfA-Proteins. Die Komplementation des CbfA-Suppressionsstammes mit CbfA, das Mutationen im Bereich des AT-Hakens aufwies, führte zur Wiederherstellung der Aggregation. Es kam jedoch zum vorzeitigen Abbruch der multizellulären Entwicklung. Im Stamm JH.D wurde in früheren Arbeiten eine geringes Level an TRE5-A-RNA beobachtet, das durch ektopische Expression von vollständigem CbfA (CbfA2-998) oder dessen Carboxy-terminaler Domäne (CbfA724-998, CTD) angehoben werden konnte. In der vorliegenden Arbeit wurde erstmals gezeigt, dass CbfA nicht nur die Expression, sondern auch die Retrotranspositionsfrequenz von TRE5-A in vivo erhöht. Somit wurde CbfA als Wirtsfaktor für die Amplifikation von TRE5-A Retrotransposons in D. discoideum etabliert. Es wurde festgestellt, dass die CTD zwar zur Vermittlung der Expression von TRE5-A ausreichte, jedoch nicht dessen Retrotranspositionsfrequenz steigern konnte. Daraus kann auf eine wichtige Funktion des N-Terminus von CbfA für die Retrotransposition, vermutlich für die Integration, von TRE5-A geschlossen werden. Die katalytische Funktion der JmjC-Domäne und die Zinkfinger-Motive erwiesen sich als essentiell für die CbfA-abhängige Mobilisierung von TRE5-A. Die JmjC-Domäne weist vermutlich eine Histon-Demethylase-Aktivität auf und agiert möglicherweise gemeinsam mit dem ersten Zinkfinger, der die Bindung von CbfA an methylierte Histone vermitteln könnte, um die Retrotransposition von TRE5-A zu ermöglichen.

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Bilzer, Annika: Funktion des Transkriptionsfaktors CbfA in Dictyostelium discoideum. 2011.

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