Pharmazie (Staatsexamen)

4. Semester: Kursus der Physiologie

6. Semester: Pharmakologisch-Toxikologischer Demonstrationskurs

Der Schwerpunkt meiner Arbeit liegt im Erforschen von DNA-Modifikationen durch epigenetische Prozesse, die von TET-Enzymen gesteuert werden. Physiologische DNA-Methylierung beeinflusst die Zugänglichkeit zum Chromatin und damit die Regulation der Transkription und wird so genutzt, um Gene auszuschalten. Methylierung von DNA findet durch DNMTs, üblicherweise in CpG-reichen Promoterregionen statt. Fehlerhafte Hypermethylierung von DNA kann zur Inaktivierung von Genen führen, welche beispielsweise für die Regulierung des Zellzyklus und der Proliferation wichtig sind und damit die Entstehung von Krebs begünstigen.

TET-Enzyme sind alpha-Ketoglutarat-abhängige Dioxygenasen, die in der Lage sind, DNA zu demethylieren, indem sie 5-Methylcytosin zu 5-Hydroxymethylcytosin und weiter zu 5-Formyl- und 5-Carboxycytosin oxidieren. Diese können dann durch Cytosin ausgetauscht und somit der Genabschnitt wieder zugänglich gemacht werden. Der Onkometabolit 2-Hydroxyglutarat, welcher durch mutierte IDH1 aus alpha-Ketoglutarat gebildet wird, stellt einen endogenen Inhibitor von TET dar. Zellen, welche eine R132H Mutation der IDH1 aufweisen, zeigen einen deutlich verringerten Anteil von 5-Hydroxymethylcytosin am Gesamtcytosin im Vergleich zu Wildtyp-Zellen.

Der molekularbiologische Mechanismus der TET-Enzyme ist bis heute nicht abschließend geklärt und soll durch Zellstimulations-Experimente, biochemische Methoden wie qPCR, Bradford und Western Blot, Assays mit rekombinanten Enzymen und massenspektrometrische Untersuchungen von DNA erschlossen werden.