Analyse der Promotorregion des LIM-Proteins Lmcd1/Dyxin von Rattus norvegicus

Bei Lmcd1 handelt es sich um ein Protein, welches vor allem in kardialer und quergestreifter Muskulatur exprimiert wird, im Herzen vor allem an der Z-Scheibe lokalisiert ist und vor allem Protein-Protein-Interaktionen eingeht. In vorangegangenen Untersuchungen konnte nicht nur eine herausragende Rolle von Lmcd1 im Rahmen der Ausbildung einer kardialen Hypertrophie als Antwort auf bestimmte Stimuli (z.B. Nachlasterhöhung oder hormonelle Stimuli) herausgearbeitet werden, es hatte sich in diesen Arbeiten zusätzlich gezeigt, dass Lmcd1 im Mausmodell sowohl notwendig als auch ausreichend für einen hypertrophen Umbau des Herzens war: eine Überexpression von Lmcd1 führt ohne weitere Intervention zu einer kardialen Hypertrophie während es in Knockdown-Experimenten von Lmcd1 auch unter Stimulation mit sonst hypertroph wirkenden Einflüssen nicht zu einer hypertrophen Antwort kam. Obgleich in den Vorarbeiten gezeigt werden konnte, dass es im Rahmen der kardialen Hypertrophie zu einer Expressionszunahme von Lmcd1 kommt, also der Einfluss von Lmcd1 auf die Herzhypertrophie vermutlich auch über die Expressionsrate von Lmcd1 selbst reguliert wird, hatten sich bis dato vorliegende Arbeiten vor allem mit dem Einfluss von Lmcd1 auf Proteinebene beschäftigt. In dieser Arbeit sollten daher die Mechanismen näher beleuchtet werden, die über eine Regulation der Genexpression von Lmcd1 zu einer Modulation der hypertrophen kardialen Antwort beitragen könnten. Zu diesem Zweck ist der Promotor von Lmcd1 mit Hilfe computergestützter und molekularbiologischer Techniken untersucht worden, insbesonder mit dem Ziel funktionell relevante Transkriptionsfaktorbindestellen zu eruieren. Hierdurch konnten auf DNA-Ebene Bindemotive für Sp1, NF-Y und CREB identifiziert werden, deren kombinierte Mutation zu einem vollständigen Verlust der basalen Aktivität des Lmcd1-Promotors führte (zu beachten ist, dass der direkte Nachweis einer tatsächlichen Bindung dieser Transkriptionsfaktoren an diese Motive nicht Bestandteil dieser Arbeit war). Weiterhin konnte nachgewiesen werden, dass im Lmcd1-Promotor zwei hochkonservierte Bindestellen für MEF2 vorliegen, die eine deutliche Steigerung der Promotoraktivität durch ein Fusionsprotein aus MEF2 und VP16 vermitteln, also eine expressionssteigernde Wirkung auch durch Wildtyp-MEF2 nahelegen, eine Hypothese, die in dieser Arbeit allerdings nicht getestet wurde. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass die aus Vorarbeiten berichtete Steigerung der Lmcd1-Expression in neonatalen Rattenherzmuskelzellen durch Phenylephrin und dynamischen Stretch vermutlich nicht durch diese MEF2-Bindestellen vermittelt werden.

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