@article{YinBrocherFischeretal.2011,
  author    = {Yin, Jun and Brocher, Jan and Fischer, Utz and Winkler, Christoph},
  title     = {Mutant Prpf31 causes pre-mRNA splicing defects and rod photoreceptor cell degeneration in a zebrafish model for Retinitis pigmentosa},
  series = {Molecular neurodegeneration},
  volume    = {6},
  journal   = {Molecular neurodegeneration},
  number    = {56},
  doi       = {10.1186/1750-1326-6-56},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-141090},
  pages     = {1-17},
  year      = {2011},
  abstract  = {Background: Retinitis pigmentosa (RP) is an inherited eye disease characterized by the progressive degeneration of rod photoreceptor cells. Mutations in pre-mRNA splicing factors including PRPF31 have been identified as cause for RP, raising the question how mutations in general factors lead to tissue specific defects. Results: We have recently shown that the zebrafish serves as an excellent model allowing the recapitulation of key events of RP. Here we use this model to investigate two pathogenic mutations in PRPF31, SP117 and AD5, causing the autosomal dominant form of RP. We show that SP117 leads to an unstable protein that is mislocalized to the rod cytoplasm. Importantly, its overexpression does not result in photoreceptor degeneration suggesting haploinsufficiency as the underlying cause in human RP patients carrying SP117. In contrast, overexpression of AD5 results in embryonic lethality, which can be rescued by wild-type Prpf31. Transgenic retina-specific expression of AD5 reveals that stable AD5 protein is initially localized in the nucleus but later found in the cytoplasm concurrent with progressing rod outer segment degeneration and apoptosis. Importantly, we show for the first time in vivo that retinal transcripts are wrongly spliced in adult transgenic retinas expressing AD5 and exhibiting increased apoptosis in rod photoreceptors. Conclusion: Our data suggest that distinct mutations in Prpf31 can lead to photoreceptor degeneration through different mechanisms, by haploinsufficiency or dominant-negative effects. Analyzing the AD5 effects in our animal model in vivo, our data imply that aberrant splicing of distinct retinal transcripts contributes to the observed retina defects.},
  language  = {en}
}
@article{BrocherVogelHock2010,
  author    = {Brocher, Jan and Vogel, Benjamin and Hock, Robert},
  title     = {HMGA1 down-regulation is crucial for chromatin composition and a gene expression profile permitting myogenic differentiation},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-67914},
  year      = {2010},
  abstract  = {Background: High mobility group A (HMGA) proteins regulate gene transcription through architectural modulation of chromatin and the formation of multi-protein complexes on promoter/enhancer regions. Differential expression of HMGA variants has been found to be important for distinct differentiation processes and deregulated expression was linked to several disorders. Here we used mouse C2C12 myoblasts and C2C12 cells stably over-expressing HMGA1a-eGFP to study the impact of deregulated HMGA1 expression levels on cellular differentiation. Results: We found that induction of the myogenic or osteogenic program of C2C12 cells caused an immediate down-regulation of HMGA1. In contrast to wild type C2C12 cells, an engineered cell line with stable overexpression of HMGA1a-eGFP failed to differentiate into myotubes. Immunolocalization studies demonstrated that sustained HMGA1a-eGFP expression prevented myotube formation and chromatin reorganization that normally accompanies differentiation. Western Blot analyses showed that elevated HMGA1a-eGFP levels affected chromatin composition through either down-regulation of histone H1 or premature expression of MeCP2. RT-PCR analyses further revealed that sustained HMGA1a expression also affected myogenic gene expression and caused either down-regulation of genes such as MyoD, myogenin, Igf1, Igf2, Igfbp1-3 or up-regulation of the transcriptional repressor Msx1. Interestingly, siRNA experiments demonstrated that knock-down of HMGA1a was required and sufficient to reactivate the myogenic program in induced HMGA1a over-expressing cells. Conclusions: Our data demonstrate that HMGA1 down-regulation after induction is required to initiate the myogenic program in C2C12 cells. Sustained HMGA1a expression after induction prevents expression of key myogenic factors. This may be due to specific gene regulation and/or global effects on chromatin. Our data further corroborate that altered HMGA1 levels influence the expression of other chromatin proteins. Thus, HMGA1 is able to establish a specific chromatin composition. This work contributes to the understanding of how differential HMGA1 expression is involved in chromatin organization during cellular differentiation processes and it may help to comprehend effects of HMGA1 over-expression occurring in malign or benign tumours.},
  subject      = {HMG-Proteine},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Brocher2007,
  author    = {Brocher, Jan},
  title     = {Einfluss von HMGA1-Proteinen auf die Myogenese und Heterochromatinorganisation w{\"a}hrend der Differenzierung},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-24456},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {HMG-Proteine sind nach den Histonen die zweith{\"a}ufigste Superfamilie nukle{\"a}rer Proteine. Sie binden an DNA und Nukleosomen und induzieren strukturelle Ver{\"a}nderungen im Chromatin. Sie spielen eine wichtige Rolle in der Dynamik des Chromatins und beeinflussen dadurch DNA-abh{\"a}ngige Prozesse, wie Transkription und Replikation. Proteine der HMGA-Familie sind charakterisiert durch konservierte DNA-Bindungsmotive, den AT-Hooks, welche eine Bindung an AT-reiche DNA-Sequenzen vermitteln und durch einen sauren C-Terminus. HMGA-Proteine sind verst{\"a}rkt im Heterochromatin konzentriert und stehen in Verbindung mit der Expressionsregulation spezifischer Gene aufgrund der Stabilisierung von Nukleoproteinkomplexen, so genannten Enhanceosomen. HMGA-Proteine spielen des Weiteren eine entscheidende Rolle in verschiedenen Entwicklungsprozessen und bei der Tumorprogression . Um den Einfluss von HMGA1 auf die zellul{\"a}re Differenzierung und die Chromatinmodulation zu untersuchen, wurden C2C12 Maus-Myoblastenzellen verwendet. Die Induktion der Myogenese in diesen Zellen geht mit der Herunterregulierung von HMGA1 einher. Durch die Etablierung einer C2C12-Zelllinie, welche ein EGFP-markiertes HMGA1a stabil exprimierte, konnte gezeigt werden, dass eine anhaltende HMGA1-Expression spezifisch die Myogeneseprozess inhibierte, w{\"a}hrend die Osteogenese davon unbeeinflusst zu bleiben schien. Dieser hemmende Effekt kann durch die HMGA1-abh{\"a}ngige Fehlexpression verschiedener Gene, welche f{\"u}r eine einwandfreie Muskeldifferenzierung n{\"o}tig sind und in die Zellzyklusregulation eingreifen, erkl{\"a}rt werden. Unter der Verwendung von RNAi konnte gezeigt werden, dass die Herunterregulierung von HMGA1-Proteinen f{\"u}r eine korrekte Genexpression und den Muskeldifferenzierungsprozess notwendig ist. W{\"a}hrend der terminalen Differenzierung wird die Umorganisation des Chromatins durch die Fusion der Chromozentren offensichtlich. Fotobleichtechniken, wie „fluorescence recovery after photobleaching" (FRAP) zeigten, dass HMGA1-Proteine mit dem Methyl-CpG-bindenden Protein 2 (MeCP2), welches eine wichtige Rolle in der Chromozentrenfusion spielt, um DNA-Bindungsstellen konkurriert und dieses vom Chromatin verdr{\"a}ngt. Diese dynamische Konkurrenz zwischen einem anhaltend exprimierten HMGA1 und MeCP2 tr{\"a}gt somit zur Inhibition der differenzierungsabh{\"a}ngigen Modulation des Chromatins w{\"a}hrend der sp{\"a}ten Myogenese bei. Die Untersuchungen in C2A1a-Zellen lieferten weitere Hinweise daf{\"u}r, dass der wesentlichste Umbau des Chromatins in einem Zeitfenster um den dritten Tag nach Induktion der Myogenese stattfindet, an welchem HMGA1 nat{\"u}rlicherweise nahezu vollst{\"a}ndig herunterreguliert sind. In diesem Zeitraum kommt es zur Dissoziation der Chromozentren, zu ver{\"a}nderten Expressionsmustern in bestimmten Genen, zu Modulationen in Histonmodifikationen (H3K4me2, H3K4me3, H3K27me3), zur Replikations-unabh{\"a}ngigen Akkumulation von Histon H3 in den Chromozentren {\"u}ber ungef{\"a}hr einen Zellzyklus hinweg und zu eine signifikanten Erh{\"o}hung der HP1-Dynamik. Durch den Einsatz von Bimolekularer Fluoreszenzkomplementierung (BiFC), die es erlaubt Protein-Protein-Interaktionen in vivo zu visualisieren, konnte gezeigt werden, dass der saure C-Terminus des HMGA mit der Chromodom{\"a}ne (CD) des HP1 interagiert. Zus{\"a}tzlich ist f{\"u}r diese Interaktion die korrekte DNA-Bindung des HMGA n{\"o}tig. FRAP-Messungen mit HP1-EGFP-Fusionsproteinen in Zellen die wildtypisches oder ein mutiertes HMGA koexprimierten, best{\"a}tigten diese Daten und wiesen darauf hin, dass die HP1-Verweildauer im Heterochromatin maßgeblich von der Gegenwart eines funktionellen HMGA1 abh{\"a}ngig ist. Des Weiteren zeigten C2C12-Myoblasten, die HMGA1 nat{\"u}rlicherweise exprimieren, eine hohe HP1-Verweildauer, die nach HMGA1-knock down drastisch verringert ist. Umgekehrt ist die HP1-Verweildauer nach einer Herunterregulierung von HMGA1 an Tag 3 der Myogenese gering und steigt durch die Koexpression von HMGA1 auf das in Myoblasten gemessene Niveau an. Zusammengenommen zeigen diese Daten, dass die differenzielle Expression von HMGA1 und ihre F{\"a}higkeit mit HP1 zu interagieren, sowie ihre Konkurrenz mit MeCP2 um DNA-Bindungsstellen einen entscheidende Rolle in der Regulation der Aufrechterhaltung und Plastizit{\"a}t des Heterochromatins w{\"a}hrend der Differenzierung spielen. Daher ist eine zeitlich festgelegte Herunterregulierung von HMGA1 notwendig, um die Modulation des Chromatins und dadurch den Differenzierungsprozess zu erm{\"o}glichen},
  subject      = {HMG-Proteine},
  language  = {de}
}