CTCF ist ein multivalenter Faktor, der in eine Reihe von Regulationsvorgängen involviert ist. Im Mittelpunkt der vorliegenden Arbeit standen Untersuchungen zu seiner Fähigkeit, Chromatin-Isolation zu vermitteln. Die Fähigkeit, die aktivierende Wirkung von Enhancern zu blockieren, stellt hinsichtlich der Chromatin-Isolation eine zentrale Aktivität des Faktors CTCF dar, und es konnte in der vorliegenden Arbeit eine funktionelle Enhancer-Blockade-Domäne im N-terminalen Teil des Proteins näher charakterisiert werden.Um weitere Einblicke in Mechanismen und Regulationsmöglichkeiten der CTCF-vermittelten Isolation zu erhalten und die Frage zu beantworten, wie ein einzelner Faktor maßgeblich in einer solchen Vielzahl biologischer Vorgänge involviert sein kann wie es für CTCF bekannt ist, galt besonderes Interesse der Identifikation von CTCF-Interaktionspartnern.Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein System etabliert, um CTCF-assoziierte Proteine und Proteinkomplexe aus Embryonalzellen von Drosophila melanogaster zu reinigen und massenspektrometrisch zu analysieren. Das System ermöglicht die Expression eines HA-FLAG-dCTCF-Fusionsproteins, das unter der Kontrolle eines CuSO4-induzierbaren Promotors steht. Mittels Ionenaustausch- und Gelfiltrations-Chromatographie konnte hier gezeigt werden, dass dCTCF mit mindestens zwei verschiedenen hochmolekularen Komplexen assoziiert im Zellkern vorliegt, was mit dem Wissen über die Multifunktionalität des Faktors übereinstimmt.Die massenspektrometrische Analyse zeigte, dass CTCF mit einer Vielzahl von Proteinen und Proteinkomplexen interagiert, die in völlig unterschiedlichen biologischen Funktionen involviert sind und auf unterschiedliche Art und Weise zur CTCF-vermittelten Isolation beitragen können. So konnten neben weiteren bekannten Isolator-Proteinen Drosophilas auch Chromatin-modifizierende chromatin remodelling Faktoren sowie Transkriptions- und Translationsfaktoren, als CTCF-assoziierte Proteine identifiziert werden. Interessanterweise wurde auch eine Interaktion mit dem Exosom gefunden, einem hochkonservierten Multiproteinkomplex, der 3´-5´- Exoribonukleaseaktivität besitzt und somit für den prä-mRNA und mRNA-Abbau verantwortlich ist und Untereinheiten des Schwesterchromatid-Kohäsion-Komplexes Cohesin.Die Ergebnisse dieser Arbeit bestätigen die Existenz zahlreicher Protein-Protein-Interaktionen, wie sie auch im Model des CTCF-Codes postuliert werden. Dem liegt zugrunde, dass es eine Vielzahl divergierender CTCF-Zielsequenzen im Genom gibt, zu deren Bindung verschiedene CTCF-Zinkfinger eingesetzt werden. Die spezifische Zinkfinger-Kombination führt zu einer spezifischen exponierten Oberfläche des Proteins, was unterschiedliche Protein-Protein-Interaktionen zur Folge hat und den Schlüssel zur Multifunktionalität des Faktors darstellt. Durch zusätzliche Modifikationen könnte eine ausreichende Variations-Komplexität erreicht werden, um dynamische Chromatindomänen und epigenetische Zustände zu organisieren.Die vorliegende Arbeit liefert Einblicke in ein solches hochkomplexes CTCF-Interaktom , das maßgeblich in die Übersetzung regulatorischer Außensignale in nukleare Funktionen involviert sein könnte.
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