Massenspektrometrische Evaluierung des DNA und RNA Metabolismus
Steinbacher, Jessica Anna - Ludwig-Maximilians-Universität München (2017)
Im Jahr 2009 wurde die epigenetische Modifikation 5-Hydroxymethyl-2-desoxycytidin (5hmdC) im Genom von Säugetieren entdeckt und als sechste DNA-Base deklariert. Zwei Jahre später konnten die höher oxidierten Spezies 5-Formyl-2-desoxycytidin (5fdC) und 5-Carboxy-2-desoxycytidin (5cadC) entdeckt werden. Während man von 5hmdC inzwischen weiß, dass es eine wichtige Rolle in der Kontrolle der Genexpression spielt, ist die Funktion der höher oxidierten Spezies immer noch unklar.
Zu Beginn der Doktorarbeit wurden zu diesem Zweck Organe der Maus hinsichtlich der Mengen an allen epigenetischen Modifikationen untersucht und mit dem Modifikationsgehalt von embyonylen Stammzellen der Maus (mESC) verglichen. Im Rahmen dieser Studie wurden auch die Level der Modifikationen 5hmdC und 5fdC während des Alterrungsprozesses von Mäusen bestimmt. [...] Im weiteren Verlauf der Arbeit wurde eine bereits bestehende Methode zur sensitiven Quantifizierung der epigenetischen Modifikationen so verändert, dass auch sehr geringe Mengen in verschiedenen Zelllinien und Organpräparationen quantifiziert werden konnten. Die Methode diente, durch die Quantifizierung von 5hmdC, zum einen der Bestätigung, dass der als spezifischer Tet 3 Binder identifizierte Transkriptionsrepressor REST dazu in der Lage ist, die Oxdaseaktivität von Tet 3 und damit die Levels an 5hmdC zu erhöhen. Zum anderen konnten ein Zusammenhang zwischen dem molekularen Chaperon Bindeprotein FKBP51, welches mit psychischen Erkrankungen in Verbindung gebracht wird, und der DNA Methyltransferase Dnmt1 hergestellt werden.
Die sensitive Quantifizierungsmethode konnte ebenfalls genutzt werden, um sehr geringe Mengen an 5mdC und 5hmdC in verschiedenen Tumorzelllinien zu bestimmen. Dadurch konnte gezeigt werden, dass die Mangelversorgung an Sauerstoff in Tumorzellen die Aktivität der Sauerstoff abhängigen Tet Enzyme reduziert. [...]